(57)【要約】  本発明は、複数の位相領域を跨ぐことができ、かつ位相領域に応じたＴＭを割り当てられて生成される通信フレームを用いて通信を行う通信方法および通信装置、フレーム生成方法を提供することを目的とする。  区間Ａにおける伝送路の状態に応じたＴＭ１および区間Ｂにおける伝送路の状態に応じたＴＭ２を用いて通信フレーム８００を送信する通信方法であって、区間ＡでＴＭ１を割り当てられたペイロード８０３を送信し、区間Ａと区間Ｂとの境界付近（ｔ１）でパイロットシンボル８１４を送信し、区間ＢでＴＭ２を割り当てられたペイロード８１３を送信する、ことを特徴とする通信方法。
2012014502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の区間における伝送路の状態に応じた第１の通信パラメータおよび第２の区間における伝送路の状態に応じた第２の通信パラメータを用いて通信フレームを送信する通信方法であって、
前記第１の区間で前記第１の通信パラメータを割り当てられた第１のデータを送信し、
前記第１の区間と第２の区間との境界でパイロットシンボルを送信し、
前記第２の区間で前記第２の通信パラメータを割り当てられた第２のデータを送信する、
ことを特徴とする通信方法。
【請求項２】
請求項１に記載の通信方法であって、
前記第１の区間で第１のデータを送信する前に、
パイロットシンボルの情報および通信パラメータの情報を含むフレームコントロールを送信する、
ことを特徴とする通信方法。
【請求項３】
請求項２に記載の通信方法であって、
前記フレームコントロールを送信する前に、
前記フレームコントロールとパイロットシンボルと第１のデータと第２のデータとを含む送信予定の前記通信フレームの構成を決定し、
前記通信フレームは前記通信フレームの構成に基づいて送信される、
ことを特徴とする通信方法。
【請求項４】
請求項３に記載の通信方法であって、
前記第２のデータの長さと前記パイロットシンボルの長さとの和が前記第２の区間の長さと等しくなるように前記通信フレームの構成を決定する、
ことを特徴とする通信方法。
【請求項５】
請求項４に記載の通信方法であって、
前記フレームコントロールは前記通信フレームの長さの情報および前記第１のデータの長さの情報を格納する、
ことを特徴とする通信方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の通信方法であって、
第１の時間で少なくとも１つの通信パラメータを取得後、
前記第１の時間よりも短い第２の時間で通信パラメータを取得する、
ことを特徴とする通信方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の通信方法であって、
前記伝送路は電力線であり、
前記第１の区間および前記第２の区間は前記電力線上の交流波形の特定の位相領域である、
ことを特徴とする通信方法。
【請求項８】
伝送路の状態に応じた通信パラメータを用いて複数の区間を跨ぐ通信フレームにより通信を行う通信装置であって、
前記伝送路を少なくとも第１の区間および第２の区間に識別する区間制御部と、
前記第１の区間における伝送路の状態に応じた第１の通信パラメータおよび前記第２の区間における伝送路の状態に応じた第２の通信パラメータを取得する通信パラメータ取得部と、
前記通信パラメータ取得部が取得した第１の通信パラメータおよび第２の通信パラメータを格納する通信パラメータ保持部と、
前記第１の通信パラメータおよび第２の通信パラメータを利用して送信予定の通信フレームの構成を決定する構成決定部と、
前記通信パラメータ保持部より前記第１の通信パラメータおよび第２の通信パラメータを読み出す通信パラメータ制御部と、
前記通信フレームの構成に基づき前記通信パラメータ制御部の読み出した前記第１の通信パラメータを割り当てられ前記第１の区間に送信する第１のデータを生成すると共に前記第２の通信パラメータを割り当てられ前記第２の区間に送信する第２のデータを生成すると共に前記第１のデータと第２のデータとの間にパイロットシンボルを挿入する通信フレーム生成部と、
前記第１のデータおよびパイロットシンボルおよび第２のデータを送信する送信部と、を備える通信装置。
【請求項９】
請求項８に記載の通信装置であって、
パイロットシンボルの情報および通信パラメータの情報をフレームコントロールに格納するフレームコントロール生成部、
を備える通信装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の通信装置であって、
前記構成決定部は、
前記第２のデータの長さと前記パイロットシンボルの長さとの和が前記第２の区間の長さと等しくなるように前記通信フレームの構成を決定する、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の通信装置であって、
前記フレームコントロール生成部は、
前記通信フレームの長さの情報および前記第１のデータの長さの情報を前記フレームコントロールに格納する、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１２】
請求項８ないし１１のいずれか１項に記載の通信装置であって、
前記通信パラメータ取得部は、
第１の時間で少なくとも１つの通信パラメータを取得後、
前記第１の時間よりも短い第２の時間で通信パラメータを取得する、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１３】
請求項８ないし１２のいずれか１項に記載の通信装置であって、
前記伝送路は電力線であり、
前記第１の区間および前記第２の区間は前記電力線上の交流波形の特定の位相領域である、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１４】
第１の区間における伝送路の状態に応じた第１の通信パラメータを割り当てられた第１のデータを前記第１の区間で送信し、
前記第１の区間と前記第１の区間に隣接する第２の区間との境界でパイロットシンボルを送信し、
前記第２の区間における伝送路の状態に応じた第２の通信パラメータを割り当てられた第２のデータを前記第２の区間で送信し、
少なくとも前記第１のデータとパイロットシンボルと第２のデータとを送信することで通信フレームを生成する通信フレーム生成方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の通信フレーム生成方法であって、
前記第１のデータを送信する前に、
パイロットシンボルの情報および通信パラメータの情報を含むフレームコントロールを送信する、
ことを特徴とする通信フレーム生成方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の通信フレーム生成方法であって、
前記フレームコントロールは、
前記第１のデータの長さの情報および前記通信フレームの長さの情報を含む、
ことを特徴とする通信フレーム生成方法。
【請求項１７】
請求項１４ないし１６のいずれか１項に記載の通信フレーム生成方法であって、
前記第２のデータは、
前記第２の区間の長さおよび前記パイロットシンボルの長さの差と等しくなるように生成される、
ことを特徴とする通信フレーム生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝送路の状態に応じた通信パラメータを用いて通信を行う通信方法および通信装置、通信フレーム生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電力線を伝送路とする電力線通信装置が開発されており、通信速度の高速化、通信の信頼性の向上が注目をされている。電力線を利用した通信は、伝送路にインパルス性のノイズが存在する場合や、家電機器のインピーダンス変動などによる受信信号の振幅や位相の変動が発生する場合に、受信信号に歪が生じる。その結果、受信データのビット誤りが増加する。【０００３】
このビット誤りの増加を防止するために、送信信号の通信フレームごとにパイロットシンボルを挿入する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。図１６は、パイロットシンボルを挿入された通信フレームの構成の一例を示す図である。【０００４】
図１６の通信フレームはフレームフォーマットを示し、１つの通信フレームはＮシンボルからなり、（Ｎ−１）シンボルからなる情報シンボルと既知の１シンボルからなるパイロットシンボル（Ｐｉｌｏｔ  Ｓｙｍｂｏｌ）とを備えている。１つの通信フレームはこのパイロットシンボルと情報シンボル部とで構成される。【０００５】
送信側はこの通信フレームを送信し、この通信フレームを受信する受信側はパイロットシンボルを受信することにより、時間的な受信信号の振幅や位相の変動を推定する。これにより、受信側はパイロットシンボルを基準にして振幅、位相変動補償を行う。したがって、送信側が通信フレームにパイロットシンボルを挿入して送信することにより、受信側は振幅や位相の変動を推定できるため、ビット誤りを低減できる。【０００６】
また、データが送信される伝送路の特性は一定ではなく、環境変化や時間の経過に伴って逐次変化する。伝送路が電力線の場合には、電力線に様々な電気機器が接続されるため、様々なノイズが現れる。【０００７】
このため、上述の通信方法は伝送路の状態に応じた通信パラメータを使用して通信を行うためにチャネルエスティメーション（ＣＥ：Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ、伝送路推定とも記載する）を行う。これにより伝送路の状態を推定でき、推定した結果に基づいて新たな通信パラメータを取得することができる。現在の通信パラメータと新たに取得した通信パラメータとを比較し、伝送路の状態に適した通信パラメータを用いて通信を行うことで通信性能の向上を図っていた。【０００８】
さらに、伝送路が電力線の場合、ＡＣ波形の位相と共にノイズが変化する傾向にある。このため、ＡＣ波形の位相と共に最適な通信パラメータは異なり、１つの通信パラメータでは伝送路の状態に応じた最適な通信を行うことができなかった（電力線に全くノイズが生じない場合は除く）。【０００９】
そこで、ＡＣ波形の特定の位相領域に適したトーンマップ（ＴＭ：Ｔｏｎｅ  Ｍａｐとも記載する）を取得する通信方法が提案されている。これにより、データを送るときのＡＣ波形の位相ごとに適したＴＭを用いて通信を行うことができる（例えば、特許文献２参照）。なお、ＴＭとは通信パラメータの１つであり、マルチキャリア信号のサブキャリアごとに適用する一次変調の種類や、誤り訂正モードの種類などの通信パラメータの一式をまとめて保持している。【００１０】
図１７はＡＣ波形の１周期において複数のＴＭを取得したときの一例を示す図である。図１７はＡＣ波形の１周期を示している。このＡＣ波形は時間ｔ０〜ｔ５を境界として、それぞれの位相領域に区分される。なお、位相領域とはある特定のＡＣ波形の位相を時間ｔ０〜ｔ５によって区分した領域のことである。またＴＭ１〜５は各位相領域に適するＴＭである。すなわち、ＴＭ１は位相領域（ｔ０，ｔ１）における伝送路（ＡＣ波形）に適するＴＭである。同様に、ＴＭ２は位相領域（ｔ１，ｔ２）、ＴＭ３は位相領域（ｔ２，ｔ３）、ＴＭ４は位相領域（ｔ３，ｔ４）、ＴＭ５は位相領域（ｔ４，ｔ５）、における伝送路（ＡＣ波形）に適するＴＭである。【００１１】
このため、送信データが伝送されるＡＣ波形の位相領域に応じて、送信データに割り当てられるＴＭは異なる。これにより、常に適したＴＭを用いた通信を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】日本国特開２００２−８４３３２号公報
【特許文献２】日本国特開２００５−２５３０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記説明したように、図１７に示す通信方法は各位相領域に適するＴＭを用いて通信を行っていた。しかしながら、上述の通信方法には複数の位相領域を跨いでデータを送信する技術が十分に開示されていない。適するＴＭを用いて通信を行いたい場合、送信データは割り当てられたＴＭを取得した位相領域で送信される必要がある。仮に、この送信データが複数の位相領域を跨ぐ場合、最適のデータ通信を行うことができないことにより伝送レートが低下するという課題があった。また、送信データが割り当てられたＴＭを取得した位相領域で必ず送信される場合、この送信データの長さは位相領域の長さに制限されると共に、この送信データを送信するタイミングは制限される。これにより伝送効率が低下するという課題があった。【００１４】
上記課題を鑑み、以下で説明する実施の形態は、複数の通信パラメータを用いてデータを送信することにより伝送効率および伝送レートが向上する通信方法およびそれを実施する通信装置およびその通信フレーム生成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
以下で説明する実施の形態の通信方法は、第１の区間における伝送路の状態に応じた第１の通信パラメータおよび第２の区間における伝送路の状態に応じた第２の通信パラメータを用いて通信フレームを送信する通信方法であって、前記第１の区間で前記第１の通信パラメータを割り当てられた第１のデータを送信し、前記第１の区間と第２の区間との境界でパイロットシンボルを送信し、前記第２の区間で前記第２の通信パラメータを割り当てられた第２のデータを送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
上記のような通信方法で通信フレームは送信されるため、この通信フレームは第１および第２の区間を跨いで送信され、通信フレーム中の第１および第２のデータは送信される第１および第２の区間における伝送路の状態に応じた第１および第２の通信パラメータを割り当てられる。すなわち、通信フレーム内の各データは伝送される区間に応じた通信パラメータを割り当てられる。このように、通信フレーム中で適する通信パラメータに切り替えて通信フレームは送信されるため、適する通信パラメータを用いて複数の区間を跨ぐ長さで通信フレームを送信することができる。これにより、伝送効率および伝送レートを向上させることができる。【００１７】
また、第１のデータと第２のデータとの境界でパイロットシンボルを送信するため、通信フレームを受信する受信側は第１の通信パラメータと第２の通信パラメータとの切り替わりを認識できる。これにより、受信側は第１の通信パラメータを利用した第１のデータの受信から第２の通信パラメータを利用した第２のデータの受信に切り替えることができる。このようにして、受信側は複数の通信パラメータを用いた通信フレームを受信できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態１におけるＰＬＣモデムの前面を示す外観斜視図
【図２】実施の形態１におけるＰＬＣモデムの背面を示す外観斜視図
【図３】実施の形態１におけるＰＬＣモデムのハードウェアの一例を示す図
【図４】実施の形態１におけるＰＬＣモデムの機能ブロック図
【図５】実施の形態１におけるＰＬＣモデムの送信時のデジタル信号処理の一例を説明するための機能ブロック図
【図６】実施の形態１におけるＰＬＣモデムの受信時のデジタル信号処理の一例を説明するための機能ブロック図
【図７】実施の形態１におけるＡＣ波形と受信信号と受信雑音とＰＨＹ速度との関係を示す図
【図８】実施の形態１における伝送路推定方法を説明するための図
【図９】実施の形態１のＰＬＣモデムにおける各キャリアへの情報ビットの割り当ての一例を示す図
【図１０】実施の形態１における複数ＴＭで生成される通信フレームと単一ＴＭで生成される通信フレームとを示す図
【図１１】実施の形態１における通信パラメータおよびフレームフォーマットの決定方法の一例を示すフローチャート
【図１２】実施の形態１における通信フレーム生成方法の一例を示すフローチャート
【図１３】実施の形態２における通信パラメータおよびフレームフォーマットの決定方法の一例を示すフローチャート
【図１４】実施の形態３におけるＰＬＣモデムの機能ブロック図
【図１５】実施の形態３における通信パラメータおよびフレームフォーマットの決定方法の一例を示すフローチャート
【図１６】パイロットシンボルを挿入された通信フレームの構成の一例を示す図
【図１７】ＡＣ波形の１周期において複数のＴＭを取得したときの一例を示す図
【図１８】実施の形態１におけるパイロットシンボルの挿入位置の異なる例を示す図
【図１９】(ａ)、(ｂ)は実施の形態４における通信フレームの様々な構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下で説明する実施の形態は、第１の区間における伝送路の状態に応じた第１の通信パラメータおよび第２の区間における伝送路の状態に応じた第２の通信パラメータを用いて通信フレームを送信する通信方法であって、前記第１の区間で前記第１の通信パラメータを割り当てられた第１のデータを送信し、前記第１の区間と第２の区間との境界でパイロットシンボルを送信し、前記第２の区間で前記第２の通信パラメータを割り当てられた第２のデータを送信する、ことを特徴とする通信方法に関する。
【００２０】
この通信方法によれば、この通信フレームは第１および第２の区間を跨いで送信され、通信フレーム中の第１および第２のデータは送信される第１および第２の区間における伝送路の状態に応じた第１および第２の通信パラメータを割り当てられる。すなわち、通信フレーム内の各データは伝送される区間に応じた通信パラメータを割り当てられる。このように、通信フレーム中で適する通信パラメータに切り替えて通信フレームは送信されるため、適する通信パラメータを用いて複数の区間を跨ぐ長さで通信フレームを送信することができる。これにより、伝送効率および伝送レートを向上させることができる。
【００２１】
また、第１のデータと第２のデータとの境界でパイロットシンボルを送信するため、通信フレーム受信する受信側は第１の通信パラメータと第２の通信パラメータとの切り替わりを認識できる。これにより、受信側は第１の通信パラメータを利用した第１のデータの受信から第２の通信パラメータを利用した第２のデータの受信に切り替えることができる。このようにして、受信側は複数の通信パラメータを用いた通信フレームを受信できる。
【００２２】
また、以下で説明する実施の形態は、前記第１の区間で第１のデータを送信する前に、パイロットシンボルの情報および通信パラメータの情報を含むフレームコントロールを送信する、ことを特徴とする通信方法に関する。
【００２３】
この通信方法によれば、フレームコントロールは通信パラメータの情報およびパイロットシンボルの情報を受信側に通知する。このため、受信側は通信フレームに複数の通信パラメータの使用の有無およびパイロットシンボル挿入の有無を認識できる。他の言い方をすると、受信側はフレームコントロールより通信フレームのフレームフォーマットを認識できる。
【００２４】
また、以下で説明する実施の形態は、前記フレームコントロールを送信する前に、前記フレームコントロールとパイロットシンボルと第１のデータと第２のデータとを含む送信予定の前記通信フレームの構成を決定し、前記通信フレームは前記通信フレームの構成に基づいて送信される、ことを特徴とする通信方法に関する。
【００２５】
この通信方法によれば、送信予定の通信フレームの構成を決定することで、それに基づいて通信フレームを送信することができる。
【００２６】
また、以下で説明する実施の形態は、前記第２のデータの長さと前記パイロットシンボルの長さとの和が前記第２の区間の長さと等しくなるように前記通信フレームの構成を決定する、ことを特徴とする通信方法に関する。
【００２７】
この通信方法によれば、第２のデータの長さは第２の区間とパイロットシンボルの長さとの差になる。送信側および受信側の間でパイロットシンボルと第２の区間は既知の長さであるため、第２のデータも送信側および受信側の間で既知の長さとすることができる。
【００２８】
また、以下で説明する実施の形態は、前記フレームコントロールは前記通信フレームの長さの情報および前記第1のデータの長さの情報を格納する、ことを特徴とする通信方法に関する。
【００２９】
この通信方法によれば、フレームコントロールを受信する受信側は通信フレームの長さおよび第１のデータの長さを認識できる。上記説明したように第２のデータは受信側にとっても既知の長さであるため、受信側は第１および第２のデータを除く通信フレームの長さを算出できる。
【００３０】
また、以下で説明する実施の形態は、第１の時間で少なくとも１つの通信パラメータを取得後、前記第１の時間よりも短い第２の時間で通信パラメータを取得する、ことを特徴とする通信方法に関する。
【００３１】
この通信方法によれば、第２の時間を第１の時間より短くすることで、各区間における通信パラメータをより早く取得することができる。
【００３２】
また、以下で説明する実施の形態は、前記伝送路は電力線であり、前記第１の区間および前記第２の区間は前記電力線上の交流波形の特定の位相領域である、ことを特徴とする通信方法に関する。
【００３３】
また、以下で説明する実施の形態は、伝送路の状態に応じた通信パラメータを用いて複数の区間を跨ぐ通信フレームにより通信を行う通信装置であって、前記伝送路を少なくとも第１の区間および第２の区間に識別する区間制御部と、前記第１の区間における伝送路の状態に応じた第１の通信パラメータおよび前記第２の区間における伝送路の状態に応じた第２の通信パラメータを取得する通信パラメータ取得部と、前記通信パラメータ取得部が取得した第１の通信パラメータおよび第２の通信パラメータを格納する通信パラメータ保持部と、前記第１の通信パラメータおよび第２の通信パラメータを利用して送信予定の通信フレームの構成を決定する構成決定部と、前記通信パラメータ保持部より前記第１の通信パラメータおよび第２の通信パラメータを読み出す通信パラメータ制御部と、前記通信フレームの構成に基づき前記通信パラメータ制御部の読み出した前記第１の通信パラメータを割り当てられ前記第１の区間に送信する第１のデータを生成すると共に前記第２の通信パラメータを割り当てられ前記第２の区間に送信する第２のデータを生成すると共に前記第１のデータと第２のデータとの間にパイロットシンボルを挿入する通信フレーム生成部と、前記第１のデータおよびパイロットシンボルおよび第２のデータを送信する送信部と、を備える通信装置に関する。
【００３４】
また、以下で説明する実施の形態は、パイロットシンボルの情報および通信パラメータの情報をフレームコントロールに格納するフレームコントロール生成部、を備える通信装置に関する。
【００３５】
また、以下で説明する実施の形態は、前記構成決定部は、前記第２のデータの長さと前記パイロットシンボルの長さとの和が前記第２の区間の長さと等しくなるように前記通信フレームの構成を決定する、ことを特徴とする通信装置に関する。
【００３６】
また、以下で説明する実施の形態は、前記フレームコントロール生成部は、前記通信フレームの長さの情報および前記第１のデータの長さの情報を前記フレームコントロールに格納する、ことを特徴とする通信装置に関する。
【００３７】
また、以下で説明する実施の形態は、前記通信パラメータ取得部は、第１の時間で少なくとも１つの通信パラメータを取得後、前記第１の時間よりも短い第２の時間で通信パラメータを取得する、ことを特徴とする通信装置に関する。
【００３８】
また、以下で説明する実施の形態は、前記伝送路は電力線であり、前記第１の区間および前記第２の区間は前記電力線上の交流波形の特定の位相領域である、ことを特徴とする通信装置に関する。
【００３９】
また、以下で説明する実施の形態は、第１の区間における伝送路の状態に応じた第１の通信パラメータを割り当てられた第１のデータを前記第１の区間で送信し、前記第１の区間と前記第１の区間に隣接する第２の区間との境界でパイロットシンボルを送信し、前記第２の区間における伝送路の状態に応じた第２の通信パラメータを割り当てられた第２のデータを前記第２の区間で送信し、少なくとも前記第１のデータとパイロットシンボルと第２のデータとを送信することで通信フレームを生成する通信フレーム生成方法に関する。
【００４０】
また、以下で説明する実施の形態は、前記第１のデータを送信する前に、パイロットシンボルの情報および通信パラメータの情報を含むフレームコントロールを送信する、ことを特徴とする通信フレーム生成方法に関する。
【００４１】
また、以下で説明する実施の形態は、前記フレームコントロールは、前記第１のデータの長さの情報および前記通信フレームの長さの情報を含む、ことを特徴とする通信フレーム生成方法に関する。
【００４２】
また、以下で説明する実施の形態は、前記第２のデータは、前記第２の区間の長さおよび前記パイロットシンボルの長さの差と等しくなるように生成される、ことを特徴とする通信フレーム生成方法に関する。
【００４３】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１の通信方法および通信装置および通信フレーム生成方法について、図面を用いて説明する。
【００４４】
図１は、電力線通信装置の一例であるＰＬＣ（Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）モデム１００の前面を示す外観斜視図、図２は、ＰＬＣモデム１００の背面を示す外観斜視図である。図１、図２に示すＰＬＣモデム１００は、筐体１０１を有しており、筐体１０１の前面には、図１に示すようにＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の表示部１０５が設けられている。
【００４５】
また、筐体１０１の背面には、図２に示すように電源コネクタ１０２、およびＲＪ４５等のＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）用モジュラージャック１０３、および動作モード（親機モード／子機モード）を切換える切換えスイッチ１０４が設けられている。
【００４６】
また、筐体の上面には、ボタン１０６が設けられている。ボタン１０６は、ＰＬＣモデム１００を通信可能状態とするための処理（登録処理）を開始するためのセットアップボタンとしての機能を有する。なお、例示として筐体１０１の上面に設けるとしたが、この位置に限られることはない。
【００４７】
電源コネクタ１０２には、図示しない電源ケーブルが接続され、モジュラージャック１０３には、図示しないＬＡＮケーブルが接続される。なお、ＰＬＣモデム１００には、さらにＤｓｕｂ（Ｄ−ｓｕｂｍｉｎｉａｔｕｒｅ）コネクタを設け、Ｄｓｕｂケーブルを接続するようにしても良い。
【００４８】
なお、電力線通信装置の一例としてＰＬＣモデム１００を示したが、電力線通信装置としては、ＰＬＣモデムを内蔵した電気機器でも良い。電気機器としては、例えば、テレビ、電話、ビデオデッキ、セットトップボックスなどの家電機器や、パーソナルコンピュータ、ファクス、プリンターなどの事務機器や、電力メータやガスメータなどでも良い。さらには、直流波形を用いる同軸ケーブルを用いて通信を行う電気機器でも良い。
【００４９】
また、ＰＬＣモデム１００は、電力線７００に接続され、他のＰＬＣモデム１００と共に電力線通信システムを構成する。
【００５０】
次に、図３に、主にＰＬＣモデム１００のハードウェアの構成の一例を示す。ＰＬＣモデム１００は、回路モジュール２００およびスイッチング電源３００を有している。スイッチング電源３００は、各種（例えば、＋１．２Ｖ、＋３．３Ｖ、＋１２Ｖ）の電圧を回路モジュール２００に供給するものであり、例えば、スイッチングトランス、ＤＣ−ＤＣコンバータ（いずれも図示せず）を含んで構成される。
【００５１】
回路モジュール２００には、メインＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）２１０、ＡＦＥ・ＩＣ（Ａｎａｌｏｇ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ・Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）２２０、イーサネット（登録商標）ＰＨＹ・ＩＣ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｌａｙｅｒ・Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）２３０、メモリ２４０、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２５１、ドライバＩＣ２５２、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２６０、カプラ２７０、ＡＭＰ（増幅器）ＩＣ２８１、ＡＤＣ（ＡＤ変換）ＩＣ２８２、ＡＣサイクル検出器６０が設けられている。スイッチング電源３００およびカプラ２７０は、電源コネクタ１０２に接続され、さらに電源ケーブル６００、電源プラグ４００、コンセント５００を介して電力線７００に接続される。なお、メインＩＣ２１０は電力線通信を行う制御回路として機能する。
【００５２】
メインＩＣ２１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２１１、ＰＬＣ・ＭＡＣ（Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ・Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｌａｙｅｒ）ブロック２１２、およびＰＬＣ・ＰＨＹ（Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ・Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｌａｙｅｒ）ブロック２１３で構成されている。
【００５３】
ＣＰＵ２１１は、３２ビットのＲＩＳＣ（Ｒｅｄｕｃｅｄ  Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  Ｓｅｔ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）プロセッサを実装している。ＰＬＣ・ＭＡＣブロック２１２は、送受信信号のＭＡＣ層（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｌａｙｅｒ）を管理し、ＰＬＣ・ＰＨＹブロック２１３は、送受信信号のＰＨＹ層（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｌａｙｅｒ）を管理する。
【００５４】
ＡＦＥ・ＩＣ２２０は、ＤＡ変換器（ＤＡＣ；Ｄ／Ａ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２２１、ＡＤ変換器（ＡＤＣ；Ａ／Ｄ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２２２、および可変増幅器（ＶＧＡ；Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｇａｉｎ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）２２３で構成されている。カプラ２７０は、コイルトランス２７１、およびカップリング用コンデンサ２７２ａ、２７２ｂで構成されている。
【００５５】
なお、ＣＰＵ２１１は、メモリ２４０に格納されたデータを利用して、ＰＬＣ・ＭＡＣブロック２１２、およびＰＬＣ・ＰＨＹブロック２１３の動作を制御するとともに、ＰＬＣモデム１００全体の制御も行う。
【００５６】
ＰＬＣモデム１００による通信は、概略次のように行われる。モジュラージャック１０３から入力されたデータは、イーサネット（登録商標）ＰＨＹ・ＩＣ２３０を介してメインＩＣ２１０に送られ、デジタル信号処理を施すことによってデジタル送信信号が生成される。生成されたデジタル送信信号は、ＡＦＥ・ＩＣ２２０のＤＡ変換器（ＤＡＣ）２２１によってアナログ信号に変換され、ローパスフィルタ２５１、ドライバＩＣ２５２、カプラ２７０、電源コネクタ１０２、電源ケーブル６００、電源プラグ４００、コンセント５００を介して電力線７００に出力される。
【００５７】
電力線７００から受信された信号は、カプラ２７０を経由してバンドパスフィルタ２６０に送られ、ＡＦＥ・ＩＣ２２０の可変増幅器（ＶＧＡ）２２３でゲイン調整がされた後、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）２２２でデジタル信号に変換される。そして、変換されたデジタル信号は、メインＩＣ２１０に送られ、デジタル信号処理を施すことによって、デジタルデータに変換される。変換されたデジタルデータは、イーサネット（登録商標）ＰＨＹ・ＩＣ２３０を介してモジュラージャック１０３から出力される。
【００５８】
回路モジュール２００に設けられたＡＣサイクル検出器６０は、互いに通信を行う複数台のＰＬＣモデム１００が共通のタイミングで制御を実施するために必要な同期信号を生成する。つまり、ＡＣサイクル検出器６０は電力線７００に供給される交流電源波形に同期した信号を生成する。
【００５９】
ＡＣサイクル検出器６０は、ダイオードブリッジ６０ａ、抵抗器６０ｂ、６０ｃ、直流電源供給部６０ｅ、およびバッファ６０ｄで構成される。ダイオードブリッジ６０ａの出力は抵抗器６０ｂに接続される。抵抗器６０ｂと抵抗器６０ｃは直列に接続される。抵抗器６０ｂおよび６０ｃは、バッファ６０ｄの一方の端子に並列に接続される。直流電源供給部６０ｅは、バッファ６０ｄの他方の端子に接続されている。
【００６０】
このＡＣサイクル検出器６０は、具体的には次のように動作する。すなわち、電力線７００に供給される商用の交流電源波形ＡＣ、つまり５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの正弦波からなる交流波形のゼロクロス点を検出し、このタイミングを基準とする同期信号を生成する。同期信号の具体例としては、交流電源波形のゼロクロス点に同期した複数のパルスからなる矩形波が用いられる。なお、本信号は後述では交流電源波形の位相を決定するのに用いるため、交流電源の任意の電圧を検出する回路で代用することも可能である。
【００６１】
次に、メインＩＣ２１０によって実現されるデジタル信号処理の一例について説明する。ＰＬＣモデム１００は、複数のサブキャリアを用いて生成されるＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）信号などのマルチキャリア信号を伝送用の信号として使用するものである。ＰＬＣモデム１００は、送信対象のデータをＯＦＤＭ信号などのマルチキャリア送信信号に変換して出力すると共に、ＯＦＤＭ信号などのマルチキャリア受信信号を処理して受信データに変換する。これらの変換のためのデジタル信号処理は、主としてＰＬＣ・ＰＨＹブロック２１３で行われる。
【００６２】
次に、本実施の形態におけるＰＬＣモデム１００の送信時および受信時におけるデジタル信号処理の一例について図面を用いて説明する。図４は、実施の形態１におけるＰＬＣモデム１００の機能ブロック図、図５は、実施の形態１におけるＰＬＣモデム１００の送信側のデジタル信号処理の一例を説明するための機能ブロック図、図６は実施の形態１におけるＰＬＣモデム１００の受信側のデジタル信号処理の一例を説明するための機能ブロック図である。
【００６３】
図４に示すＰＬＣモデム１００は、通信パラメータ設定部１１、通信性能取得部１２、比較部１３、および通信部１４を備える。図４に示すように、通信パラメータを決定するブロックの通信パラメータ設定部１１、通信性能の情報を取得するブロックの通信性能取得部１２、および通信パラメータの優劣を比較するブロックの比較部１３は、ＣＰＵ２１１に包含されている機能ブロックである。通信パラメータ設定部１１の決定した通信パラメータで実際に通信を行うブロックの通信部１４は、ＰＬＣ・ＭＡＣブロック２１２、ＰＬＣ・ＰＨＹブロック２１３に包含されている機能ブロックである。
【００６４】
通信部１４が他のＰＬＣモデム１００と実際に通信を行うことで、通信性能取得部１２は通信性能の情報を取得することができる。通信性能の具体例としては、再送の発生頻度（以下、再送率ともいう）や伝送速度（単位時間当たりのデータ情報量、例えばパケット数なども含む）などが考えられる。
【００６５】
通信パラメータの具体例としては、例えば後述するＴＭ（Ｔｏｎｅ  Ｍａｐ：トーンマップ）などであり、ＴＭは例えばメインＩＣ２１０あるいはメモリ２４０に格納されており、マルチキャリア信号のサブキャリアごとに適用する一次変調の種類、誤り訂正モードの種類などの通信パラメータの一式をまとめて保持している。
【００６６】
比較部１３は、例えば新たに取得されたＴＭと現行ＴＭとの優劣を比較する。現行ＴＭとはすでに取得されていると共に、メインＩＣ２１０あるいはメモリ２４０に格納されるＴＭのことである。なお、ＴＭは後述する伝送路推定によって取得される。
【００６７】
ＴＭの優劣は通信部１４が他のＰＬＣモデム１００と実際に通信を行った結果に基づき決定される。優劣の決定方法としては例えば、伝送速度、再送率、誤り率などであり、これらの情報を比較部１３は通信性能取得部１２より取得する。これにより、比較部１３は異なるＴＭの通信性能を比較する。なお、比較部１３の優劣を決定する対象は新たに取得されたＴＭと現行ＴＭとに限定されない。異なる例については後述する。
【００６８】
通信パラメータ設定部１１は比較部１３の比較結果に基づき最適な通信パラメータを決定する。また、通信パラメータ設定部１１には、通常通信時には１つのＴＭが設定されている。
【００６９】
通信部１４は、通信パラメータ設定部１１が決定した通信パラメータに応じた変調方式などを用いて、共通の電力線７００に接続された他のＰＬＣモデム１００との間で通信を行う。
【００７０】
次に、送信側ＰＬＣモデム１００Ａの送信時におけるデジタル信号処理を図５の機能ブロック図を用いて、以下説明する。なお、プリアンブル、フレームコントール、ペイロード、パイロットシンボルに関する詳細な説明は図１０を用いて後述する。
【００７１】
図５に示す送信側ＰＬＣモデム１００Ａは、符号化部２１、一次変調部２２、フレーム生成部２３、逆ウェーブレット（Ｗａｖｅｌｅｔ）変換部２４、ＡＣゼロクロス検出部２５、位相領域制御部２６、パイロットシンボル挿入制御部２７、変調ＴＭ制御部２８、ＦＣ生成部２９、及びアナログ部（ＡＦＥ・ＩＣ）２２０を備える。
【００７２】
符号化部２１は、入力データを所定の誤り訂正符号で符号化することでビットデータを生成する。入力データは、送信すべきデータ（ペイロード）およびフレームコントロールを含む。一次変調部２２は、符号化部２１からの送信すべきビットデータをＴＭに格納されたキャリア毎の一次変調方式にしたがって一次変調（例えば、ＰＡＭ変調）を行うものである。
【００７３】
フレーム生成部２３は、一次変調（シンボルマッピング）された直列データに基づいて所定のフォーマットの通信フレームを生成し、さらに並列データに変換するものである。フレーム生成部２３は、一次変調部２２で変調されたペイロード、一次変調されたフレームコントロール、既知の信号であるプリアンブル、既知の信号であるパイロットシンボル（後述する）を利用して、通信フレームを生成する。ペイロードおよびフレームコントロールを並列データに変換すると共に、後述する送信タイミングでプリアンブルを読み出し、パイロットシンボル挿入制御部２７の通知するタイミングで通信フレームにパイロットシンボルを挿入する。プリアンブルおよびパイロットシンボルは既知の信号であり、例えば、メモリ２４０あるいはメインＩＣ２１０に格納されたものを利用する。
【００７４】
逆ウェーブレット変換部２４は、フレーム生成部２３からの並列データを逆ウェーブレット変換し、時間軸上のデータとするものであり、伝送シンボルを表すサンプル値系列を生成するものである。このデータは、アナログ部（ＡＦＥ・ＩＣ）２２０のＤＡ変換器（ＤＡＣ）２２１に送られる。
【００７５】
ＡＣゼロクロス検出部２５はアナログ部（ＡＦＥ・ＩＣ）２２０より検出されるＡＣ波形のゼロクロス点を検出する。位相領域制御部２６はカウンタの機能を備え、仮想的にＡＣ波形を複数の位相領域（区間）に識別する。ＡＣゼロクロス検出部２５で検出されたＡＣ波形のゼロクロス点より位相領域制御部２６は一定時間カウントし、ＡＣ波形の１つの位相領域を決定する。これを繰り返すことによりＡＣ波形の１周期を例えば１６の位相領域に等間隔で識別する。位相領域制御部２６は識別された各位相領域に符号（例えば、番号等）を割り振ることにより、ＡＣ波形の位相領域を区別することができる。また、位相領域制御部２６は位相領域の切り替わるタイミングをパイロットシンボル挿入制御部２７および変調ＴＭ制御部２８に通知する。
【００７６】
パイロットシンボル挿入制御部２７は位相領域制御部２６から通知される位相領域の変化するタイミングを基にフレーム生成部２３にパイロットシンボル挿入するタイミングを通知する。このタイミングにより、フレーム生成部２３は生成する通信フレームにパイロットシンボルを挿入する。詳細については図１０を用いて後述する。
【００７７】
変調ＴＭ制御部２８は後述する伝送路推定によって取得したＴＭに基づいて符号化部２１および一次変調部２２を制御する。符号化部２１には誤り訂正符号の情報を通知し、一次変調部２２には各キャリアに入れるビット数の情報を通知する。これにより、符号化部２１および一次変調部２２は伝送路推定により取得したＴＭの情報を反映させることができる。また、１つの通信フレームに複数のＴＭを用いるときは、前述の位相領域制御部２６より通知される位相領域が変化するタイミングによりＴＭの切り替えを行う。なお、詳細については図１０を用いて後述する。
【００７８】
ＦＣ生成部２９は通信フレームの送受信に必要な情報をフレームコントロールに格納する。例えば、送信元アドレス、送信先アドレス、ペイロードの形式、などの制御情報を格納する。さらに、後述するパイロットシンボルフラグのＯＮ／ＯＦＦ、複数ＴＭフラグのＯＮ／ＯＦＦ、通信フレームの先頭のＴＭ番号、先頭のペイロードのシンボル数（先頭のペイロード長）や、通信フレーム全体のシンボル数（通信フレーム全体のフレーム長）などもフレームコントロールに格納する。
【００７９】
次に、受信側ＰＬＣモデム１００Ｂの受信時におけるデジタル信号処理を図６の機能ブロック図を用いて、以下説明する。
【００８０】
図６に示す受信側ＰＬＣモデム１００Ｂの受信時における機能ブロック図は、ウェーブレット変換部（Ｗａｖｅｌｅｔ）３１、データ抽出部３２、伝送路推定部３３、ＴＭ決定部３４、データ判定部３５、復号化部３６、複数ＴＭパラメータ抽出部３７、ＡＣタイミング制御部３８、復調ＴＭ制御部３９、パイロットシンボル制御部４０、アナログ部（ＡＦＥ・ＩＣ）２２０、を備える。
【００８１】
ウェーブレット変換部３１は、ＡＦＥ・ＩＣ２２０のＡＤ変換器（ＡＤＣ）２２２から得られる受信デジタルデータ（送信時と同一のサンプルレートでサンプルされたサンプル値系列）を周波数軸上へ離散ウェーブレット変換するものである。
【００８２】
データ抽出部３２は、周波数軸上の並列データを直列データに変換するとともに、変換したデータから有効なデータ（フレームコントロール、パイロットシンボルを除くペイロード）を抽出するものである。有効なデータの抽出に当たっては、パイロットシンボル制御部４０からの制御信号を利用する。データ判定部３５は、各サブキャリアの振幅値を計算し、受信信号の判定を行って受信データを求めるものである。
【００８３】
復号化部３６は、受信データの誤り訂正処理を行い、復号化されたフレームコントロールおよびペイロードを得る。得られたフレームコントロールは複数ＴＭパラメータ抽出部３７に送られ、データ抽出部３２のデータ抽出のために利用される。例えば、パイロットシンボルフラグがＯＮかＯＦＦかに応じて、データ抽出部３２のペイロードの抽出処理が変更される。
【００８４】
複数ＴＭパラメータ抽出部３７はフレームコントロールに格納される受信時に必要な情報を抽出する。例えば、後述するパイロットシンボルフラグのＯＮ／ＯＦＦ、複数ＴＭフラグのＯＮ／ＯＦＦ、通信フレームの先頭のＴＭ番号、先頭のペイロードのシンボル数（先頭のペイロード長）や、通信フレーム全体のシンボル数（通信フレーム全体のフレーム長）などである。
【００８５】
ＡＣタイミング制御部３８は複数ＴＭパラメータ抽出部３７がフレームコントロールから抽出した情報より、受信した通信フレームにおける様々な切り替わりを把握する。例えば、ＴＭの切り替えタイミングを復調ＴＭ制御部３９に通知し、パイロットシンボル制御部４０に通信フレームにパイロットシンボルが挿入されたタイミングを通知する。
【００８６】
復調ＴＭ制御部３９はＡＣタイミング制御部３８からの通知よりＴＭの切り替えを行う（詳細は後述する）。また、複数ＴＭパラメータ抽出部３７より通知されるＴＭ番号より、メインＩＣ２１０あるいはメモリ２４０に格納されるＴＭを読み出す。これにより、復調ＴＭ制御部３９はデータ判定部３５に各キャリアのビット数の情報を通知し、復号部３６に誤り訂正符号の情報を通知する。この情報に基づきデータ判定部３５は各サブキャリアの振幅値の判定を行うと共に復号化部３６は誤り訂正処理を行う。これにより、ペイロードは復調される。
【００８７】
パイロットシンボル制御部４０は受信した通信フレームのパイロットシンボルを挿入されたタイミングをデータ抽出部３２に通知する。これにより、データ抽出部３２はパイロットシンボルの挿入されたタイミングに応じてペイロードを抽出する。
【００８８】
伝送路推定部３３およびＴＭ決定部３４については後述する伝送路推定で詳細に説明する。
【００８９】
以上のように、メインＩＣ２１０のＰＬＣ・ＰＨＹブロック２１３は、各種デジタル信号処理を行なって、送信信号の生成および受信信号の抽出を行なうが、メインＩＣ２１０は、伝送路の状態を取得する伝送路状態取得部としての機能、伝送路の状態に基づいて、通信パラメータを取得する通信パラメータ取得部としての機能、通信に使用する通信パラメータと通信フレームのフレームフォーマットを決定する通信フレーム決定部としての機能も奏する。
【００９０】
次に、本実施の形態におけるＰＬＣモデム１００の伝送路推定について図７〜９を用いて詳細に説明する。図７は実施の形態１におけるＡＣ波形と受信信号と受信雑音とＰＨＹ速度との関係を示す図、図８は実施の形態１における伝送路推定方法を説明するための図、図９は実施の形態１のＰＬＣモデム１００における各キャリアへの情報ビットの割り当ての一例を示す図である。
【００９１】
図７はＰＬＣモデム１００の伝送路となる電力線を流れる電力のＡＣ波形の１周期を時間ｔ０〜１６を境界とする位相領域（区間）Ａ〜Ｐに区分し、区分された等間隔の各位相領域Ａ〜Ｐに適切なＰＨＹ速度を割り当てた図である。このＰＨＹ速度は伝送路の状態に応じて、すなわち受信雑音や伝送路変動に応じて決定される。受信雑音とは受信したデータに見られるノイズのことで、ＡＣ波形の周期に同期して見られる傾向があり、特にＡＣ波形のゼロクロス付近で大きく生じることが多い。図７はＡＣ波形に同期して受信雑音が観測されたときの一例を示し、ここでは位相領域Ａ〜ＣおよびＩ〜Ｋ付近での受信雑音が大きい。また、受信信号とは他のＰＬＣモデム１００が伝送路である電力線を介して伝送した電力線通信信号（以下、ＰＬＣ信号とも記載する）である。このＰＬＣ信号を電力線に伝送すると、電力線の特性に応じて、ＰＬＣ信号の振幅や位相が変動することがある。このような変動は、電力線に関するインピーダンス（Ｚ）の変動（以下、Ｚ変動とも記載する）などに伴って発生することが多く、伝送誤りの原因となる。このため、図７はＡＣ波形に同期して伝送路変動が観測されたときの一例を示し、ここでは位相領域Ｄ、ＥおよびＬ、Ｍで伝送路変動が見られる。位相領域ＤおよびＬでは急激に受信信号が小さくなり、位相領域ＥおよびＭでは急激に受信信号が大きくなっている。
【００９２】
以上のような伝送路のノイズや伝送路変動の状態に応じた通信を行うためにチャネルエスティメーション（ＣＥ：ＣｈａｎｎｅｌＥｓｔｉｍａｔｉｏｎ、伝送路推定とも記載する）を行う。伝送路推定を行うことで伝送路の状態に応じたＴＭを取得することができる。データを送信する側を送信側ＰＬＣモデム１００Ａとし、そのデータを受信する側を受信側ＰＬＣモデム１００Ｂとし、以下、この伝送路推定について詳細に説明する。
【００９３】
送信側ＰＬＣモデム１００Ａの通信部１４は受信側ＰＬＣモデム１００Ｂ宛てにＣＥ信号を送信する。ＣＥ信号は送信側ＰＬＣモデム１００Ａと受信側ＰＬＣモデム１００Ｂとの間で予め両者が認識している既知信号を含む。受信側ＰＬＣモデム１００Ｂの通信部１４がこのＣＥ信号を受信すると、伝送路推定部３３はこのＣＥ信号に含まれる既知信号を評価し、マルチキャリアのサブキャリアごとのＣＩＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ、搬送波電力対（干渉波＋雑音）電力比）を算出する。
【００９４】
ここで、伝送路推定部３３の動作の一例について図８を用いて説明する。伝送路推定部３３はＣＥ信号に含まれる既知信号（＋１あるいは−１）と受信信号との誤差を算出する。さらに、この誤差の２乗平均を算出し、この算出された値が平均ノイズ量となる。この動作をサブキャリアごとに行い、サブキャリアごとのＣＩＮＲを算出する。このＣＩＮＲを基にＴＭ決定部３４はＴＭを決定する。
【００９５】
またここで、図９を用いて、ＴＭの決定方法の一例について説明する。図９（ａ）は周波数（サブキャリア）ごとのＣＩＮＲを示し、図９（ｂ）はこのＣＩＮＲに対応して割り当てられたビット数を示す。上記説明したように、伝送路推定部３３は受信したＣＥ信号に含まれる既知信号より図９（ａ）に示すＣＩＮＲを算出する。ＴＭ決定部３４はこのＣＩＮＲに基づき、図９（ｂ）に示すようにサブキャリアごとのＣＩＮＲに対応させて情報ビットを割り当てる。これにより、ＴＭ決定部３４はサブキャリアごとに適用する一次変調の種類や、誤り訂正モードの種類などの通信パラメータの一式を算出し、これらをまとめて保持するＴＭを決定する。
【００９６】
以上のように決定されたＴＭはＣＥＲ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）信号に格納される。このＣＥＲ信号を受信側ＰＬＣモデム１００Ｂは送信側ＰＬＣモデム１００Ａに送り返すことにより、送信側ＰＬＣモデム１００ＡはＴＭを取得する。送信側ＰＬＣモデム１００ＡはＣＥＲ信号に格納されるＴＭを通信パラメータ保持部としても機能するメモリ２４０あるいはメインＩＣ２１０に格納する。なお、ＴＭは送信先ごとに取得される。例えば、受信側ＰＬＣモデムＢ以外に受信側ＰＬＣモデムＣおよびＤが存在するとき、送信側ＰＬＣモデム１００Ａは受信側ＰＬＣモデムＢ〜Ｄに対してそれぞれ伝送路推定を行い、それぞれＴＭを取得する。
【００９７】
なお、受信側ＰＬＣモデム１００ＢのＴＭ決定部３４は決定したＴＭに符号（ここでは番号）を付与して受信側ＰＬＣモデム１００ＢのメインＩＣあるいはメモリ２４０に格納する。これにより、送信側ＰＬＣモデム１００Ａと受信側ＰＬＣモデム１００Ｂとの間でＴＭを共有することができる。したがって、受信側ＰＬＣモデム１００ＢはＴＭ番号を通知されるだけでＴＭを読み出すことができる。なお、言うまでもなく、番号以外の符号としてコード変換されたアルファベットやカナ等を使用しても良い。
【００９８】
また、ＴＭは位相領域Ａ〜Ｐごとに取得される。例えば、送信側ＰＬＣモデム１００ＡはＣＥ信号を位相領域Ａで送信することにより、位相領域Ａにおける伝送路の状態に応じたＴＭを取得する。すなわち、すべての位相領域Ａ〜ＰにおけるＴＭを取得するためには、少なくとも１６回の伝送路推定が必要となる。さらに、ＴＭに付与される符号は位相領域に対応して規則性を持つ。例えば、位相領域Ａで取得されたＴＭをＴＭ１とし、位相領域Ｂで取得されたＴＭをＴＭ２とする。このように、隣り合う位相領域で取得されたＴＭに連続した番号を付与する、などである。この他にもグレイコードなどを使用しても良い。
【００９９】
以上のように決定されたＴＭを用いてフレーム生成部２３は通信フレームを生成するが、以下図１０を用いて３つのフレームフォーマットについて説明する。２つのフレームフォーマットは通信フレームの中に１つのＴＭしか用いない場合（以下、単一ＴＭとも記載する）で、もう１つのフレームフォーマットは１つの通信フレームの中に複数のＴＭを用いる場合（以下、複数ＴＭとも記載する）である。図１０は実施の形態１における複数ＴＭで生成される通信フレームと単一ＴＭで生成される通信フレームとを示す図である。
【０１００】
また、図１０は図７のＡＣ波形の位相領域Ａ〜Ｄとし、この位相領域（区間）Ａ〜Ｄで通信フレームが生成されたと仮定する。換言すると、通信フレームが位相領域（区間）Ａ〜Ｄを跨いで生成される。なお、ここでは通信フレームの構成およびその特性のみを説明し、生成手順の詳細については後述する。
【０１０１】
単一ＴＭによる通信フレーム８４０はプリアンブル（ＰＲ：Ｐｒｅａｍｂｌｅ）８４１とフレームコントロール（ＦＣ：Ｆｒａｍｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）８４２とペイロード（ＰＬＤ：Ｐａｙｌｏａｄ）８４３とで構成され、ペイロード８４３はＴＭ０を割り当てられる。
【０１０２】
単一ＴＭによる通信フレーム８５０はプリアンブル８５１とフレームコントロール８５２とペイロード８５３とパイロットシンボル（ＰＬＴ：Ｐｉｌｏｔ  Ｓｙｍｂｏｌ）８５４とで構成され、ペイロード８５３はＴＭ０を割り当てられる。
【０１０３】
複数ＴＭによる通信フレーム８００はプリアンブル８０１とフレームコントロール８０２とペイロード８０３、８１３、８２３、８３３とパイロットシンボル８１４、８２４、８３４とで構成され、ペイロード８０３はＴＭ１を、ペイロード８１３はＴＭ２を、ペイロード８２３はＴＭ３を、ペイロード８３３はＴＭ４を、それぞれ割り当てられる。
【０１０４】
プリアンブル８０１、８４１、８５１はシンボル同期、等化係数算出などに使用するためのデータを格納する。フレームコントロール８０２、８４２、８５２は送信元アドレス、送信先アドレス、ペイロードの形式、などの制御情報を格納する。
【０１０５】
さらに、フレームコントロール８０２、８４２、８５２はパイロットシンボルフラグ（ＯＮ／ＯＦＦ）、複数ＴＭフラグ（ＯＮ／ＯＦＦ）の情報を含み、フレームフォーマットを受信側ＰＬＣモデム１００Ｂに通知する。したがって、通信フレーム８４０のフレームコントロール８４２はパイロットシンボルフラグ（ＯＦＦ）および複数ＴＭフラグ（ＯＦＦ）の情報を含み、通信フレーム８５０のフレームコントロール８５２はパイロットシンボルフラグ（ＯＮ）、複数ＴＭフラグ（ＯＦＦ）の情報を含み、通信フレーム８００のフレームコントロール８０２はパイロットシンボルフラグ（ＯＮ）、複数ＴＭフラグ（ＯＮ）の情報を含む。
【０１０６】
ペイロード８０３、８１３、８２３、８３３、８４３、８５３は送信対象のデータであり、すなわち、本来伝送したいデータの一部分あるいは全体を格納する。
【０１０７】
パイロットシンボル８１４、８２４、８３４、８５４は既知の信号であり、一般的に通信フレームに周期的に挿入される。これにより、例えば通信フレーム８５０を受信する受信側ＰＬＣモデム１００Ｂはパイロットシンボル８５４区間で受信信号の位相や振幅を監視することにより新たに伝送路の状態を推定する。このため、受信側ＰＬＣモデム１００Ｂは新たに推定した伝送路の状態に基づいて受信信号の等化を行い、伝送路変動に追従できる。これにより、ビット誤りの増加を低減することができる。
【０１０８】
このため仮に位相領域Ｂで伝送路変動が存在する場合、受信側ＰＬＣモデム１００Ｂはペイロード８１３を受信する際に伝送路変動の影響を受けるが、パイロットシンボル８２４区間で伝送路変動を補償できる。したがって、受信側ＰＬＣモデム１００Ｂは位相領域Ｃ、Ｄにおけるビット誤りを低減でき、再送率を低減できる。従って、受信側ＰＬＣモデム１００Ｂは適時伝送路変動に対応できる。
【０１０９】
ＴＭ０は上述した伝送路推定によって取得したＴＭである。また、単一ＴＭによって通信フレームを生成するときは、基本的にメインＩＣ２１０あるいはメモリ２４０に送信先に対応したＴＭを１つしか格納されていないときである（複数のＴＭが格納されているときに単一ＴＭによる通信フレームを生成しても良い）。このときのＴＭをベースＴＭ０とし、ベースＴＭ０はすべての位相領域Ａ〜Ｐに存在するペイロードに割り当てられる。
【０１１０】
また、通信フレーム８５０には周期的にパイロットシンボル８５４が挿入される。ここで、本実施の形態では通信フレーム８５０は１２８シンボルごとにパイロットシンボル８５４を挿入される。したがって、ペイロード８５３は１２８シンボルである。なお、１２８シンボルに特に限定されるわけではなく、６４シンボルでも、２５６シンボルでも、１００シンボルでも良い。
【０１１１】
また、単一ＴＭによる通信フレーム８４０の場合、パイロットシンボル８５４を挿入されないため、有効なデータであるペイロードの割合を大きくすることができる。したがって、例えば位相領域Ａ〜Ｄにおける伝送路の状態が良いとき、単一ＴＭによる通信フレーム８４０を用いて通信を行うことが望ましい。これにより、伝送効率を向上させることができる。
【０１１２】
次に、複数ＴＭによる通信フレーム８００について詳細に説明する。通信フレーム８００は複数のＴＭ１〜４を割り当てられる。ＴＭ１〜４は伝送路推定によって各位相領域Ａ〜Ｄの伝送路の状態に応じて決定されたＴＭである。さらに詳細に説明すると、ＴＭ１は位相領域Ａにおける伝送路の状態に応じたＴＭであり、ＴＭ２は位相領域Ｂにおける伝送路の状態に応じたＴＭであり、ＴＭ３は位相領域Ｃにおける伝送路の状態に応じたＴＭであり、ＴＭ４は位相領域Ｄにおける伝送路の状態に応じたＴＭである。
【０１１３】
したがって、位相領域Ａに存在するペイロード８０３はＴＭ１を割り当てられ、位相領域Ｂに存在するペイロード８１３はＴＭ２を割り当てられ、位相領域Ｃに存在するペイロード８２３はＴＭ３を割り当てられ、位相領域Ｄに存在するペイロード８３３はＴＭ４を割り当てられる。
【０１１４】
これにより、通信フレーム８００は伝送されるＡＣ波形の各位相領域Ａ〜Ｄに応じたＴＭを用いて生成される。したがって、各位相領域Ａ〜Ｄにおける伝送路の状態に適する伝送速度の変調方式、かつ誤りの少ない変調方式でデータ伝送を行うことができる。なお、複数のＴＭ取得の詳細については後述する。
【０１１５】
また、パイロットシンボル８１４、８２４、８３４は位相領域の切り替わる境界で挿入される。ここでの境界で挿入されるパイロットシンボルとは図１８に示す５つの通信フレームにおける時間ｔ１〜ｔ３付近で挿入されるパイロットシンボルのうちいずれか１つのことである。図１８は実施の形態１におけるパイロットシンボルの挿入位置の異なる例を示す図である。通信フレーム８００を受信する受信側ＰＬＣモデム１００Ｂはパイロットシンボル８１４、８２４、８３４を受信することにより、通信フレーム８００におけるＴＭの切り替えを認識できる。すなわち、例えばパイロットシンボル８１４はＴＭ１とＴＭ２との切り替えタイミングを受信側ＰＬＣモデム１００Ｂに通知する役割を持つ。これにより、受信側ＰＬＣモデム１００ＢはＴＭ１とＴＭ２との切り替えタイミングを認識することができる。また、中段のペイロード８１３、８２３については同じシンボル数であることが好ましい（この理由は後述する）。
【０１１６】
以上より、通信フレーム８００は通信フレーム８００中で適するＴＭに切り替えて伝送される。このため、通信フレーム８００は位相領域Ａ〜Ｄを跨いで伝送されても、常に各位相領域Ａ〜Ｄに適するＴＭ１〜４を用いて伝送される。また、送信側ＰＬＣモデム１００Ａは適するＴＭを用いるために１つの通信フレームを１つの位相領域内に収まる長さに制限しなくて良い。仮に、各位相領域Ａ〜Ｄに１つの通信フレームが伝送される場合、送信側ＰＬＣモデム１００Ａは各位相領域Ａ〜Ｄでプリアンブル、フレームコントロールを毎回伝送すると共に、受信側ＰＬＣモデム１００Ｂは通信フレームを受信する度にＡＣＫ（受信応答信号）を送信側ＰＬＣモデム１００Ａに送り返すこととなり、伝送路上のトラフィック（帯域）の内、有効なデータで無い部分（時間）であるオーバーヘッドは増加する。しかし、通信フレーム８００は位相領域Ａ〜Ｄを跨いで伝送されるため、このオーバーヘッドの増加を低減することができる。さらに通信フレーム８００は伝送される位相領域に応じて適するＴＭに切り替えて伝送されるため、伝送レートを向上させることができる。
【０１１７】
次に、本実施の形態における送信側ＰＬＣモデム１００Ａの通信パラメータおよびフレームフォーマットの決定方法について図面を用いて説明する。図１１は実施の形態１における通信パラメータおよびフレームフォーマットの決定方法の一例を示すフローチャートである。
【０１１８】
本実施の形態におけるフレームフォーマットの決定とは、上記説明した図１０に示す３つのフレームフォーマットのうち、どれを使用するか決定することである。例えば、通信フレーム８４０のように単一のＴＭを用いる（ベースＴＭ０のみを用いる）と共に、パイロットシンボルを挿入しない場合はフレームフォーマットを複数ＴＭ（ＯＦＦ）、パイロット（ＯＦＦ）とする。また、通信フレーム８５０のように単一のＴＭを用いる（ベースＴＭ０のみを用いる）と共に、パイロットシンボルを挿入する場合はフレームフォーマットを複数ＴＭ（ＯＦＦ）、パイロット（ＯＦＦ）とする。また、通信フレーム８００のように複数のＴＭを用いると共に、パイロットシンボルを挿入する場合はフレームフォーマットを複数ＴＭ（ＯＮ）、パイロット（ＯＮ）とする。
【０１１９】
本実施の形態における通信パラメータの決定とは、通信を行う際に使用するＴＭの決定である。例えば、フレームフォーマットが複数ＴＭ（ＯＦＦ）である場合は、ベースＴＭ０の決定を行う。また、フレームフォーマットが複数ＴＭ（ＯＮ）である場合は、各位相領域における特有のＴＭの決定を行う。
【０１２０】
また、データを送信する側を送信側ＰＬＣモデム１００Ａとし、そのデータを受信する側を受信側ＰＬＣモデム１００Ｂとして説明する。すなわち、送信側ＰＬＣモデム１００Ａは図５の機能ブロックを用い、受信側ＰＬＣモデム１００Ｂは図６の機能ブロックを用いる。以下、図１１のフローチャートに従い、通信パラメータおよびフレームフォーマットの決定方法の一連の流れについて説明する。
【０１２１】
ステップＳ１０１では、送信側ＰＬＣモデム１００ＡのＣＰＵ２１１は現行フレームフォーマットの確認を行う。仮に、送信側ＰＬＣモデム１００Ａは初めて受信側ＰＬＣモデム１００Ｂと通信を行うとき、フレームフォーマットは初期状態であるため、複数ＴＭ（ＯＦＦ）、パイロット（ＯＦＦ）である。フレームフォーマットがパイロット（ＯＮ）であるときにはステップＳ１１３に進み、パイロット（ＯＦＦ）であるときにはステップＳ１０２に進む。
【０１２２】
ステップＳ１０２では、送信側ＰＬＣモデム１００Ａは上記説明した伝送路推定（ＣＥ）をどの位相領域で行うかを認識せずに、新たなＴＭ（以下、新ＴＭとも記載する）を取得する。すなわち、送信側ＰＬＣモデム１００ＡはＡＣ波形のどの位相領域を認識せずにＣＥ信号を受信側ＰＬＣモデム１００Ｂに伝送する。このため、送信側ＰＬＣモデム１００Ａは受信側ＰＬＣモデム１００Ｂから送り返されるＣＥＲ信号がどの位相領域の伝送路の状態におけるＴＭかを識別しない。したがって、送信側ＰＬＣモデム１００Ａはどの位相領域における伝送路の状態に適するＴＭかを識別せずに、新ＴＭを取得する。また、取得された新ＴＭはメインＩＣ２１０あるいはメモリ２４０に格納される。なお、ここでの伝送路推定でのＣＥ信号は伝送される位相領域を認識されないため、ＡＣゼロクロス検出部２５、位相領域制御部２６はデジタル信号処理を行わなくても良い。これにより、送信側ＰＬＣモデム１００Ａは簡略的に新ＴＭを取得できる。
【０１２３】
ステップＳ１０３では、送信側ＰＬＣモデム１００ＡのＣＰＵ２１１はメインＩＣ２１０あるいはメモリ２４０に現行ＴＭを格納しているかの確認を行う。メインＩＣ２１０あるいはメモリ２４０には通常現行ＴＭが格納されている。ただし、送信側ＰＬＣモデム１００Ａは受信側ＰＬＣモデム１００Ｂとの間で、まだ一度も伝送路推定が行われていないときは、当然現行ＴＭは格納されていない。現行ＴＭが格納されているときはステップＳ１０４に進む。一方、現行ＴＭが格納されていないときはステップＳ１０８に進む。
【０１２４】
ステップＳ１０４では、メインＩＣ２１０あるいはメモリ２４０に格納されている現行ＴＭとステップＳ１０２で取得した新ＴＭとでトレーニング（速度比較）を行う。トレーニングとは、異なる通信パラメータを用いて実際にデータ伝送を行い、その伝送速度の結果より比較部１３が通信パラメータの優劣を比較することである。ここでのトレーニング対象は現行ＴＭを利用すると共に、フレームフォーマットが複数ＴＭ（ＯＦＦ）およびパイロット（ＯＦＦ）である場合（以下、現行ＴＭパイロット（ＯＦＦ）とも記載する）と、新ＴＭを利用すると共にフレームフォーマットが複数ＴＭ（ＯＦＦ）およびパイロット（ＯＦＦ）である場合（以下、新ＴＭパイロット（ＯＦＦ）とも記載する）である。この現行ＴＭパイロット（ＯＦＦ）と新ＴＭパイロット（ＯＦＦ）とを送信側ＰＬＣモデム１００Ａの通信部１４は実際に受信側ＰＬＣモデム１００Ｂに送り、受信側ＰＬＣモデム１００Ｂは送信側ＰＬＣモデム１００Ａに２つの伝送速度情報を送り返す。これにより、通信性能取得部１２は伝送速度情報を取得する。さらに、比較部１３はこの伝送速度情報に基づいて現行ＴＭパイロット（ＯＦＦ）および新ＴＭパイロット（ＯＦＦ）の優劣を比較し、伝送速度が優れた方をトレーニングの勝者とする。なお、この伝送速度情報は単体で返信されても良いが、ＡＣＫの中に含ませて返信される方がトラフィックの悪化を抑制できるため好ましい。
【０１２５】
なお、ここでの伝送速度はＰＨＹ速度と（１−再送率）との積によって算出する。このときの通信パラメータからＰＨＹ速度を算出することができる。ここでＰＨＹ速度は、ＰＨＹ速度＝（各キャリアに割り当てられた情報ビットの総和）×誤り訂正符号化率／シンボル長である。さらに、比較する伝送速度としてＭＡＣ速度を利用しても良い。ＭＡＣ速度は、ＭＡＣ速度＝ＰＨＹ速度×（１−再送率）×変換効率である。ここで変換効率は、変換効率＝ペイロードの長さ／（プリアンブルの長さ＋フレームコントロールの長さ＋ペイロードの長さ＋ギャップ区間の長さ）である。また、パイロットシンボルを挿入した場合の変換効率は、変換効率＝ペイロードの長さ／（プリアンブルの長さ＋フレームコントロールの長さ＋ペイロードの長さ＋ギャップ区間の長さ＋パイロットシンボルの長さ）である。
【０１２６】
ステップＳ１０５では、送信側ＰＬＣモデム１００ＡはステップＳ１０４でのトレーニングの勝者によって進路を判断する。現行ＴＭパイロット（ＯＦＦ）が勝者のときステップＳ１０６に進み、新ＴＭパイロット（ＯＦＦ）が勝者のときステップＳ１０８に進む。
【０１２７】
ステップＳ１０６では、送信側ＰＬＣモデム１００Ａの通信パラメータ設定部１１は通信パラメータの決定を行う。ステップＳ１０６でのトレーニングの勝者は現行ＴＭであるため、通信パラメータ設定部１１は現行ＴＭをベースＴＭ０に設定する。
【０１２８】
ステップＳ１０７では、送信側ＰＬＣモデム１００Ａは現行ＴＭパイロット（ＯＮ）と現行ＴＭパイロット（ＯＦＦ）とでトレーニング（速度比較）を行う。
【０１２９】
ステップＳ１０８では、送信側ＰＬＣモデム１００Ａの通信パラメータ設定部１１は通信パラメータの決定を行う。ステップ１０４でのトレーニングの勝者が新ＴＭであるため、通信パラメータ設定部１１は新ＴＭをベースＴＭ０とする。また、そもそも現行ＴＭが格納されてない場合、ステップＳ１０２で取得された新ＴＭをベースＴＭ０とする。
【０１３０】
ステップＳ１０９では、送信側ＰＬＣモデム１００Ａは新ＴＭパイロット（ＯＮ）と新ＴＭパイロット（ＯＦＦ）とでトレーニング（速度比較）を行う。
【０１３１】
ステップＳ１１０では、送信側ＰＬＣモデム１００ＡはステップＳ１０７およびステップＳ１０９でのトレーニングの勝者のフレームフォーマットによって進路を判断する。ステップＳ１０７でのトレーニングの勝者が現行ＴＭパイロット（ＯＮ）のとき、あるいは、ステップＳ１０９でのトレーニングの勝者が新ＴＭパイロット（ＯＮ）のとき、進路はステップＳ１１１に進む。また、ステップＳ１０７でのトレーニングの勝者が現行ＴＭパイロット（ＯＦＦ）のとき、あるいは、ステップＳ１０９でのトレーニングの勝者が新ＴＭパイロット（ＯＦＦ）のとき、進路はステップＳ１１２に進む。
【０１３２】
ステップＳ１１１では、送信側ＰＬＣモデム１００Ａの通信パラメータ設定部１１はフレームフォーマットを決定する。ステップＳ１０７およびステップＳ１０９でのトレーニングの結果、パイロット（ＯＮ）の伝送速度の方が優れていたため、フレームフォーマットはパイロット（ＯＮ）、複数ＴＭ（ＯＦＦ）となる。
【０１３３】
ステップＳ１１２では、送信側ＰＬＣモデム１００Ａの通信パラメータ設定部１１はフレームフォーマットを決定する。ステップＳ１０７およびステップＳ１０９でのトレーニングの結果、パイロット（ＯＦＦ）の伝送速度の方が優れていたため、フレームフォーマットはパイロット（ＯＦＦ）、複数ＴＭ（ＯＦＦ）となる。
【０１３４】
ステップＳ１１３では、送信側ＰＬＣモデム１００Ａは複数の位相領域のうち１つの位相領域特有の新ＴＭを取得する。ＡＣゼロクロス検出部２５はＡＣ波形のゼロクロス点を検出し、位相領域制御部２６はこのゼロクロス点よりＡＣ波形を複数（ここでは１６）の位相領域Ａ〜Ｐに等分割することにより、複数の位相領域Ａ〜Ｐを識別する。これにより、送信側ＰＬＣモデム１００ＡはＡＣ波形のどの位相領域（位相）で伝送するかを認識してＣＥ信号を受信側ＰＬＣモデム１００Ｂに送ることで、このＣＥ信号を伝送した位相領域の伝送路の状態に応じた新ＴＭを取得する。また、取得された新ＴＭはメインＩＣ２１０あるいはメモリ２４０に格納される。なお、ここでは位相領域を等分割としたが、不等分割としても良い。伝送路変動やノイズの影響が大きい位相領域は短くし、一方、伝送路変動やノイズの影響が小さい位相領域は長くする。これにより、通信フレームのパイロットシンボルの数を減らして、ペイロードの割合を増やすことができる。
【０１３５】
ステップＳ１１４では、送信側ＰＬＣモデム１００Ａの通信パラメータ設定部１１はフレームフォーマットの決定を行う。ステップＳ１１３で位相領域特有の新ＴＭを取得したため、送信側ＰＬＣモデム１００Ａの通信パラメータ設定部１１はフレームフォーマットをパイロット（ＯＮ）、複数ＴＭ（ＯＮ）に決定する。このとき、位相領域特有のＴＭが取得されていない位相領域で伝送されるペイロードはベースＴＭ０を割り当てられる。
【０１３６】
ステップＳ１１５では、送信側ＰＬＣモデム１００Ａは複数ＴＭによるトレーニングを行う。ここでのトレーニングについて図１０を参照して、以下説明する。例えば、ステップＳ１１３では位相領域Ｄにおける伝送路推定を行い、新ＴＭ４を取得したとする。このとき、メインＩＣ２１０あるいはメモリ２４０には現行ＴＭ４が格納されていると仮定すると、ここでのトレーニング対象は位相領域Ｄでデータを伝送するときに現行ＴＭ４を用いる場合および位相領域Ｄでデータを伝送するときに新ＴＭ４を用いる場合である。現行ＴＭ４を含む複数ＴＭ（ＯＮ）の通信フレームおよび新ＴＭ４を含む複数ＴＭ（ＯＮ）の通信フレームを複数回送信する。これにより、受信側ＰＬＣモデム１００Ｂより送り返される伝送速度情報を比較部１３は平均化することで、現行ＴＭ４と新ＴＭ４との優劣を比較する。なお、このトレーニングで送信される通信フレームは必ずしも毎回、現行ＴＭ４または新ＴＭ４を含まなくても良い。なお、公正にトレーニングを行うために現行ＴＭと新ＴＭとが異なる以外はまったく同じという条件でトレーニングを行っても良い。
【０１３７】
ステップＳ１１６では、送信側ＰＬＣモデム１００ＡはステップＳ１１５のトレーニングの勝者に基づいて進路を判断する。新ＴＭを用いた場合が勝者であるとき、ステップＳ１１７に進み、新ＴＭを用いない場合が勝者であるとき、ステップＳ１１８に進む。
【０１３８】
ステップＳ１１７では、送信側ＰＬＣモデム１００Ａの通信パラメータ設定部１１は通信パラメータの決定を行う。通信パラメータ設定部１１はステップＳ１１３で新ＴＭを取得した位相領域における現行ＴＭを新ＴＭに変更する。すなわち、この位相領域でデータを伝送する場合、新ＴＭが使用される。
【０１３９】
ステップＳ１１８では、送信側ＰＬＣモデム１００Ａの通信パラメータ設定部１１は通信パラメータの決定を行う。通信パラメータ設定部１１はステップＳ１１３で新ＴＭを取得した位相領域における現行ＴＭを新ＴＭに変更しない。すなわち、この位相領域でデータを伝送する場合、現行ＴＭが使用される。
【０１４０】
なお、本実施の形態では、トレーニングは実際に有効なデータを送る。これにより、連続的にデータ伝送を行うことができる。したがって、継続した通信ができると共に上記通信パラメータ決定のフローを繰り返すことでより多くのＴＭを取得することができる。これにより、ＡＣ波形の各位相領域Ａ〜Ｐに適したＴＭを用いて通信を行うことができる。
【０１４１】
また、この通信パラメータを決定するフローは周期的に一定間隔で行われても良いし、送信側ＰＬＣモデム１００Ａが受信側ＰＬＣモデム１００Ｂへデータを送信する前に行われても良い。さらに、一旦フレームフォーマットが複数ＴＭ（ＯＮ）、またはパイロット（ＯＮ）となってから以降は図１１の通信パラメータの決定フローを行う周期をフレームフォーマットが複数ＴＭ（ＯＦＦ）であるときより短くしても良い。これにより、より頻繁に位相領域特有のＴＭを取得することができる。このため、各位相領域Ａ〜Ｐにおける特有のＴＭをより早くそろえることができる。
【０１４２】
なお、本実施の形態では、送信側ＰＬＣモデム１００ＡがステップＳ１１３での伝送路推定をする際に、どの位相領域に伝送するかを認識して受信側ＰＬＣモデム１００ＢにＣＥ信号を伝送したが、位相領域を指定してＣＥ信号を伝送しても良い。例えば、送信側ＰＬＣモデム１００Ａは位相領域Ａ以外の位相領域Ｂ〜Ｐおける特有のＴＭをすでに保持しているとき、ＣＥ信号を位相領域Ａで伝送できるように送信するタイミングを調節しても良い（位相領域Ａを指定してＣＥ信号を送信しても良い）。これにより、効率的にすべての位相領域Ａ〜Ｐにおける特有のＴＭを取得することができる。
【０１４３】
また、本実施の形態ではトレーニングを行うことによって、パイロット（ＯＮ／ＯＦＦ）、複数ＴＭ（ＯＮ／ＯＦＦ）を決定してきたが、常にパイロット（ＯＮ）、複数ＴＭ（ＯＮ）で通信を行っても良い。定期的に行われる伝送路推定（ステップＳ１１３）により、位相領域Ａ〜Ｐのいずれか１つに応じたＴＭを取得することができる。このため、より早く各位相領域Ａ〜Ｐにおける伝送路の状態に応じたＴＭを取得することができる。
【０１４４】
次に図１２を用いて通信フレームの送信手順について説明する。通信フレームは上述した通信パラメータを用いて送信される。図１２は実施の形態１における通信フレーム生成方法の一例を示すフローチャートである。
【０１４５】
ステップＳ２０１では、送信側ＰＬＣモデム１００Ａは伝送路にデータを送信可能かどうかの確認を行い、伝送路にデータを流しても良いか判断する。これにより、送信データ（通信フレーム）の送信タイミングが決定される。すなわち、既知のシンボル数（既知の長さ）であるプリアンブルおよびフレームコントロールの位置が決定される。ＰＬＣモデム１００のように伝送路を共有する場合、伝送路の空きの確認が必要となる。
【０１４６】
以下、通信パラメータ設定部１１が決定した現行フレームフォーマットによって通信フレームの生成手順は異なる。
【０１４７】
現行フレームフォーマットがパイロット（ＯＦＦ）および複数ＴＭ（ＯＦＦ）のときはステップＳ２０４に進み、パイロット（ＯＮ）および複数ＴＭ（ＯＦＦ）のときはステップＳ２０８に進み、パイロット（ＯＮ）および複数ＴＭ（ＯＮ）のときはステップＳ２１２に進む。
【０１４８】
まずステップＳ２０４に進んだときについて説明する。
【０１４９】
ステップＳ２０４ではＣＰＵ２１１が送信される予定の通信フレームのシンボル数の計算を行う。すなわち、送信側ＰＬＣモデム１００Ａは受信側ＰＬＣモデム１００Ｂに送りたいデータ量と使用するＴＭによってペイロードのシンボル数を計算する。ＴＭは上述のように一次変調の種類や、誤り訂正モードの種類などの通信パラメータの一式をまとめて保持しているため、必然的に同じデータ量でも使用するＴＭによってペイロードのシンボル数は異なる。なお、本実施の形態では通信フレームのシンボル数とはフレームコントロール以降のシンボル数とし、通信フレームの最大シンボル数（最大フレーム長）を５ｍｓｅｃとする。
【０１５０】
ステップＳ２０５では、ＣＰＵ２１１がステップＳ２０４でのシンボル数の計算結果より通信フレームの構成の決定を行う。すなわち、通信フレーム全体のシンボル数、各ペイロードのシンボル数、各ペイロードに割り当てるＴＭ、パイロットシンボルの挿入有無などを決定することで、送信予定の通信フレームの完成形を決定する。この完成形に基づいて送信を開始する。ここで決定された通信フレームの構成は図１０の通信フレーム８４０と同じと仮定して、以下説明する。
【０１５１】
ステップＳ２０６では既知の信号であるプリアンブル８４１を送信し、続いてＦＣ生成部２９が生成するフレームコントロール８４２を送信する。このフレームコントロール８４２は送信元アドレス、送信先アドレス、ペイロードの形式、などの制御情報が格納される。さらに、ＦＣ生成部２９はパイロットシンボルフラグ（ＯＦＦ）、複数ＴＭフラグ（ＯＦＦ）、ペイロード８４３のシンボル数などもフレームコントロール８４２に格納する。
【０１５２】
ステップＳ２０７ではベースＴＭ０を割り当てたペイロード８４３を送信する。変調ＴＭ制御部２８はベースＴＭ０に関する情報を符号化部２１および一次変調部２２に通知し、これに基づいて符号化部２１および一次変調部２２はペイロード８４３の変調を行う。フレーム生成部２３はペイロード８４３を直列データから並列データに変換する。このペイロード８４３は逆ウェーブレット変換部２４、アナログ部２２０を介して受信側ＰＬＣモデム１００Ｂに送信される。
【０１５３】
以上のようにデータを連続して送信することにより、通信フレーム８４０は１つの固まりとして送信される。
【０１５４】
次にステップＳ２０８に進んだときについて説明する。
【０１５５】
ステップＳ２０８では、ＣＰＵ２１１が送信される予定の通信フレームのシンボル数の計算を行う。ここでの計算は送りたいデータ量および使用するＴＭ、さらに挿入されるパイロットシンボルのシンボル数を考慮して行われる。なお、本実施の形態でのパイロットシンボルを９シンボルとする。
【０１５６】
ステップＳ２０９では、ＣＰＵ２１１がステップＳ２０８でのシンボル数の計算結果より通信フレームの構成の決定を行う。ここで決定された通信フレームの構成は図１０の通信フレーム８５０と同じと仮定して、以下説明する。
【０１５７】
ステップＳ２１０では、既知の信号であるプリアンブル８５１を送信し、続いてＦＣ生成部２９が生成するフレームコントロール８５２を送信する。このフレームコントロール８５２は送信元アドレス、送信先アドレス、ペイロードの形式、などの制御情報が格納される。さらに、ＦＣ生成部２９はパイロットシンボルフラグ（ＯＮ）、複数ＴＭフラグ（ＯＦＦ）、通信フレーム８５０全体のシンボル数（プリアンブル８５１およびフレームコントロール８５２のシンボル数を除く）などもフレームコントロール８５２に格納する。
【０１５８】
ステップＳ２１１ではベースＴＭ０を割り当てたペイロード８５３およびパイロットシンボル８５４を送信する。ここでパイロットシンボル８５４は１２８シンボルごとに送信される。すなわち、１番目および２番目のペイロード８５３は１２８シンボルとなる。またペイロード８５３はベースＴＭ０を割り当てられる。すなわち、変調ＴＭ制御部２８はベースＴＭ０に関する情報を符号化部２１および一次変調部２２に通知し、これに基づいて符号化部２１および一次変調部２２はペイロード８５３の変調を行う。フレーム生成部２３はペイロード８５３を直列データから並列データに変換する。このペイロード８５３は逆ウェーブレット変換部２４、アナログ部２２０を介して受信側ＰＬＣモデム１００Ｂに送信される。
【０１５９】
次にステップＳ２１２に進んだときについて説明する。
【０１６０】
ステップＳ２１２では、ＣＰＵ２１１が送信される予定の通信フレームのシンボル数の計算を行う。ここでの計算は送りたいデータ量および使用するＴＭ、さらに挿入されるパイロットシンボルのシンボル数を考慮して行われる。なお、生成される予定の通信フレームが複数の位相領域を跨ぐとき、使用するＴＭは複数となる。
【０１６１】
ステップＳ２１３では、ＣＰＵ２１１がステップＳ２１２でのシンボル数の計算結果より通信フレームの構成の決定を行う。すなわち、送信予定の通信フレームの完成形を決定する。例えば、各ペイロードのシンボル数や、各ペイロードに割り当てるＴＭをここで決定し、これに基づいて送信を開始する。したがって、ＣＰＵ２１１は通信フレームの構成決定部の機能も備える。ここで決定された通信フレームの構成は図１０の通信フレーム８００と同じと仮定して、以下説明する。
【０１６２】
ステップＳ２１４では、既知の信号であるプリアンブル８０１を送信し、続いてＦＣ生成部２９が生成するフレームコントロール８０２を送信する。このフレームコントロール８０２は送信元アドレス、送信先アドレス、ペイロードの形式、などの制御情報が格納される。さらに、ＦＣ生成部２９はパイロットシンボルフラグ（ＯＮ）、複数ＴＭフラグ（ＯＮ）、先頭のＴＭ番号、先頭のペイロード８０３のシンボル数、通信フレーム８００全体のシンボル数（プリアンブル８０１およびフレームコントロール８０２のシンボル数を除く）などもフレームコントロール８０２に格納する。
【０１６３】
ステップＳ２１５では、伝送される位相領域に応じたＴＭを割り当てたペイロードを送信すると共に、位相領域の切り替わりでパイロットシンボルを送信する。すなわち、ＴＭ１を割り当てられたペイロード８０３、パイロットシンボル８１４、ＴＭ２を割り当てられたペイロード８１３、パイロットシンボル８２４、ＴＭ３を割り当てられたペイロード８２３、パイロットシンボル８３４、ＴＭ４を割り当てられたペイロード８３３、の順に送信される。また、変調ＴＭ制御部２８は位相領域制御部２６から位相領域の切り替わりのタイミングを通知されることにより、符号化部２１および一次変調部２２に通知するＴＭに関する情報を変更する。これにより、ペイロード８０３、８１３、８２３、８３３に割り当てられるＴＭはそれぞれ異なる。
【０１６４】
次に以上のように生成され送信される複数ＴＭによる通信フレーム８００の受信方法について図６および図１０を用いて説明する。以下、受信側ＰＬＣモデム１００Ｂが通信フレーム８００を受信する場合ついて説明する。
【０１６５】
上述の通り、複数ＴＭによる通信フレーム８００はＴＭを切り替えるタイミングでパイロットシンボル８１４、８２４、８３４を挿入される。また、ＴＭを切り替えるタイミングとは位相領域が切り替わるタイミングである。なお、既知の信号であるパイロットシンボル８１４、８２４、８３４のシンボル数は固定であり、ＴＭ２を割り当てられるペイロード８１３のシンボル数とＴＭ３を割り当てられるペイロード８２３のシンボル数とは必然的に同じシンボル数となる。換言すると、ペイロード長８１３および８２３のシンボル数は固定、すなわち既知のシンボル数となる。これにより、パイロットシンボル８１４とペイロード８１３とを足し合わせたシンボル数（長さ）は位相領域Ｂと同じとなる。
【０１６６】
したがって、先頭および後尾のＴＭ（図１０に置き換えるとＴＭ１およびＴＭ４）が割り当てられた先頭および後尾のペイロード（図１０に置き換えるとペイロード８０３および８３３）以外の中段のペイロード（図１０に置き換えるとペイロード８１３および８２３）のシンボル数は同じとなる。これは通信フレームに用いられるＴＭの数に限定されない。なお、ペイロード８０３および８３３のシンボル数がペイロード８１３および８２３のシンボル数と同じであっても良いことは言うまでもない。
【０１６７】
また、受信側ＰＬＣモデム１００Ｂはフレームコントロール８０２に格納される情報からペイロード８３３のシンボル数を算出する。すなわち、プリンアンブル８０１、フレームコントロール８０２、ペイロード８０３、８１３、８２３、パイロットシンボル８１４、８２４、８３４は既知のシンボル数とすることができるため、これらのシンボル数を通信フレーム８００全体のシンボル数（プリアンブル８０１およびフレームコントロール８０２のシンボル数を除く）から引けば、ペイロード８３３のシンボル数を算出することができる。
【０１６８】
そして、送信側ＰＬＣモデム１００Ａが通信フレーム８００を受信側ＰＬＣモデム１００Ｂに送信する場合、上述の通りフレームコントロール８０２は通信フレーム８００全体のシンボル数（プリアンブル８０１およびフレームコントロール８０２を除く）と、ＴＭ１を用いたペイロード８０３のシンボル数と、先頭のＴＭ番号との情報を含む。また、既知の信号であるプリアンブル８０１のシンボル数とフレームコントロール８０２のシンボル数とパイロットシンボルのシンボル数とは言うまでもなく受信側ＰＬＣモデム１００Ｂにとっても既知である。
【０１６９】
したがって、この情報がフレームコントロール８０２に格納されることで、受信側ＰＬＣモデム１００Ｂはプリアンブル８０１とのタイミングを合わせるだけで受信可能である。以下、その理由について説明する。
【０１７０】
受信側ＰＬＣモデム１００Ｂが通信フレーム８００を受信すると、受信側ＰＬＣモデム１００Ｂの複数ＴＭパラメータ抽出部３７はまずフレームコントロール８０２の情報を抽出する。複数ＴＭパラメータ抽出部３７はペイロード８０３および通信フレーム８００全体のシンボル数（プリアンブル８０１およびフレームコントロール８０２のシンボル数を除く）をＡＣタイミング制御部３８に通知し、先頭のＴＭ番号を復調ＴＭ制御部３９に通知する。
【０１７１】
復調ＴＭ制御部３９は先頭のＴＭ番号よりメインＩＣあるいはメモリ２４０に格納されるＴＭ１を読み出し、このＴＭ１に関する情報をデータ判定部３５および復号化部３６に通知することで、データ判定部３５および復号化部３６はペイロード８０３の復調を行う。
【０１７２】
一方、ＡＣタイミング制御部３８はフレームコントロール８０２を受信した時刻よりカウントを開始し、ペイロード８０３のシンボル数分のカウントを行い、ペイロード８０３受信時刻を制御する。さらに、ＡＣタイミング制御部３８はペイロード８０３の終わりを復調ＴＭ制御部３９およびパイロットシンボル制御部４０に通知する。このとき、復調ＴＭ制御部３９は動作を停止する。またパイロットシンボル制御部４０はデータ抽出部３２にペイロード８０３の終わりを通知し、データ抽出部３２は動作を停止する。
【０１７３】
このとき、パイロットシンボル８１４はウェーブレット変換部３１で信号処理される。そこで、ＡＣタイミング制御部３８はペイロード８１３の始まり（換言すると、パイロットシンボル８１４の終わり）を復調ＴＭ制御部３９およびパイロットシンボル制御部４０に通知し、さらにパイロットシンボル制御部４０はこの情報をデータ抽出部３２に通知する。これにより、データ抽出部３２はペイロード８１３の抽出を開始する。一方で、復調ＴＭ制御部３９はＴＭ２を読み出し、このＴＭ２に関する情報をデータ判定部３５および復号化部３６に通知する。これにより、データ判定部３５および復号化部３６はペイロード８１３の復調を行う。
【０１７４】
以上より、この手順を繰り返すことにより、受信側ＰＬＣモデム１００Ｂは通信フレーム８００を受信できる。なお、ＴＭは１つの位相領域に１つのＴＭ符号（ここでは番号）を付与される。また位相領域が１つずれることにより、ＴＭ番号も同様に１つずれるように付与される。したがって、先頭のＴＭ番号を抽出することにより、自動的に次のＴＭ番号も把握することができる。なお、本実施の形態はＴＭ番号を連続的に付与することとしたが、送信側ＰＬＣモデム１００Ａおよび受信側ＰＬＣモデム１００Ｂの間で予めＴＭ番号の順番を決めておけば良い。したがって、ＴＭ番号はグレイコードのように付与されても良い。
【０１７５】
以上より、受信側ＰＬＣモデム１００Ｂは伝送路であるＡＣ波形の位相領域を確認することなく、通信フレーム８００におけるＴＭの切り替えタイミングを把握することができる。これにより、受信側ＰＬＣモデム１００Ｂは通信フレーム８００を受信することができる。また、図６の機能ブロック図にはＡＣゼロクロス検出部２５は不要であり、受信側ＰＬＣモデム１００Ｂは通信フレーム８００が伝送される位相領域を確認せずに通信フレーム８００を受信できる。
【０１７６】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２について図面を用いて説明する。図１３は実施の形態２における通信パラメータおよびフレームフォーマットの決定方法の一例を示すフローチャートである。ここでは、実施の形態１と同一の構成、機能を備えた部材およびステップには同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【０１７７】
本実施の形態では、実施の形態１で説明した通信パラメータおよびフレームフォーマットの決定方法の異なる例について説明する。本実施の形態と実施の形態１との異なる点はフレームフォーマットがパイロット（ＯＮ）となった後に複数回連続で位相領域を認識した伝送路推定を行い、複数の位相領域特有の新ＴＭを取得する点である。この複数の新ＴＭはトレーニングを行わずに位相領域特有のＴＭとする。以下、この異なる点について詳細に説明する。なお、実施の形態１と同様に、データを送信する側を送信側ＰＬＣモデム１００Ａとし、そのデータを受信する側を受信側ＰＬＣモデム１００Ｂとする。
【０１７８】
ステップＳ１１９では、送信側ＰＬＣモデム１００Ａの通信パラメータ設定部１１はフレームフォーマットを複数ＴＭ（ＯＮ）、パイロット（ＯＮ）に決定する。実施の形態１と異なり、現行ＴＭパイロット（ＯＮ）または新ＴＭパイロット（ＯＮ）がトレーニングの勝者となった時点で、通信パラメータ設定部１１はフレームフォーマットを複数ＴＭ（ＯＮ）にする。
【０１７９】
ステップＳ１２０では、上記説明したように、送信側ＰＬＣモデム１００Ａは複数回連続で位相領域を認識した伝送路推定を行い、複数の新ＴＭを取得する。ここでの複数回連続の伝送路推定によって、位相領域Ａ〜Ｐにおける特有のＴＭをそろえることが望ましい。そろえることができれば、実際にデータを送信する際にベースＴＭ０を使用する必要はなく、データが伝送される位相領域に適したＴＭを常に利用して通信を行うことができる。
【０１８０】
以上のように、本実施の形態では、フレームフォーマットが複数ＴＭ（ＯＮ）となると、連続して位相領域特有のＴＭを複数取得するため、フレームフォーマットが複数ＴＭ（ＯＮ）となってからすぐに複数の適するＴＭを利用して通信を行うことができる。何度もトレーニングを繰り返す前に位相領域Ａ〜Ｐにそれぞれ特有のＴＭがそろいやすいため、伝送レートは向上する。
【０１８１】
（実施の形態３）
以下、実施の形態３について図面を用いて説明する。図１４は実施の形態３におけるＰＬＣモデムの機能ブロック図、図１５は実施の形態３における通信パラメータおよびフレームフォーマットの決定方法の一例を示すフローチャートである。ここでは、実施の形態１と同一の構成、機能を備えた部材およびステップには同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【０１８２】
本実施の形態では、実施の形態１および２で説明した通信パラメータおよびフレームコントロールの決定方法の異なる例について説明する。実施の形態１および２と異なる点として、本実施の形態では、伝送路変動の有無を判断に基づいて通信フレームにパイロットシンボルを挿入するか否かを決定する。以下、この異なる点について詳細に説明する。
【０１８３】
図１４は図５の構成にさらに変動検出部１５を加えたものである。変動検出部１５はパケットの再送率をＡＣ波形の周期で累積し、その誤り率から伝送路変動の有無を検知するブロックである。
【０１８４】
以下、図１５のフローチャートを用いて本実施の形態の通信パラメータおよびフレームコントロールの決定方法について説明する。実施の形態１および２と同様にデータを送信する側を送信側ＰＬＣモデム１００Ａとし、そのデータを受信する側を受信側ＰＬＣモデム１００Ｂとする。
【０１８５】
ステップＳ１２１では、送信側ＰＬＣモデム１００Ａは伝送路変動検出を行う。通信部１４は現行ＴＭを用いて実際に通信を行い、通信性能取得部１２はこの通信における誤り率や再送率を取得する。この誤り率または再送率より変動検出部１５は伝送路の伝送路変動の有無を検知する。
【０１８６】
またステップＳ１２２でも同様に、送信側ＰＬＣモデム１００Ａは伝送路変動検出を行う。新ＴＭを用いて実際に通信を行い、通信性能取得部１２はこの通信における誤り率や再送率を取得する。この誤り率または再送率より変動検出部１５は伝送路の伝送路変動の有無を検知する。
【０１８７】
ステップＳ１２３では伝送路変動の有無によって進路を変更する。したがって、ステップ１２１あるいはステップＳ１２２でのトレーニングで伝送路変動が検出されないときはステップＳ１１２に進み、伝送路変動が検出されるときはステップＳ１１１に進む。
【０１８８】
また、本実施の形態では伝送路変動検出を行うために、ステップＳ１２１およびステップ１２２で実際に通信を行ったが、ステップＳ１０４のトレーニングの際に伝送路変動検出を行っても良い。
【０１８９】
また、変動検出部１５は伝送路環境の急激な変化を検出する機能を備える。変動検出部１５は通信性能取得部１２が取得する誤り率から常に伝送路の変動を検出する。例えば、単一ＴＭによる通信フレームを用いて通信を行っているが急激に誤り率が上昇した場合、伝送路環境の変化が起こったと推定される。そこで、変動検出部１５は現行の通信パラメータおよびフレームフォーマットをリセットする指令を通信パラメータ設定部１１に出す。これにより、現行の通信パラメータおよびフレームフォーマットはリセットされ、送信側ＰＬＣモデム１００ＡはステップＳ１０１から再度通信パラメータおよびフレームフォーマットの決定フローを行う。これにより、単一ＴＭから複数ＴＭに切り替えることができる。伝送路環境の変化が起こる要因は、ＰＬＣモデム１００と電力線を共有する充電器等がこの電力線との接続から外れる等である。
【０１９０】
同様に、例えば、複数ＴＭを用いて通信を行ったが、急激に誤り率が低下した場合、急激に伝送路の状態が良くなったと推定される。したがって、変動検出部１５は急激な伝送路の変化を検出し、現行の通信パラメータおよびフレームフォーマットをリセットする指令を通信パラメータ設定部１１に出す。これにより、現行の通信パラメータおよびフレームフォーマットはリセットされ、送信側ＰＬＣモデム１００Ａはステップ１０１から再度通信パラメータおよびフレームファーマットの決定を行うため、複数ＴＭから単一ＴＭに切り替えることができる。
【０１９１】
なお、フレームフォーマットの複数ＴＭ（ＯＮ／ＯＦＦ）に関わらず、変動検出部１５は急激な伝送路の変化を検出する場合、通信パラメータおよびフレームフォーマットをリセットしても良い。
【０１９２】
以上より、本実施の形態でも伝送路の状態に応じた通信パラメータを設定することができる。さらに伝送路変動が検出されなければ不必要なパイロットシンボルを通信フレームに挿入して送信する必要がなくなるため、１つの通信フレームでより多くの有効なデータを送信することができる。また、伝送路の変動が検出されても複数ＴＭで通信フレームを構成するため、実施の形態１と同様に分割された各位相領域Ａ〜Ｐの伝送路の状態に応じたＴＭを用いることができると共に、ＡＣＫを減らすことができオーバーヘッドを小さくすることができる。
【０１９３】
またＰＬＣモデム１００の伝送路は電力線であり、他の電子機器などと電力線を共有するため伝送路環境の変化は起こりやすい。通信パラメータの決定後も変動検出部１５が伝送路環境の変化を常に監視するため、伝送路環境の変化に対応して、一旦現在の通信パラメータをリセットすることができる。したがって、本実施の形態におけるＰＬＣモデム１００は再度通信パラメータを決定することで伝送路環境の変化に対応することができる。
【０１９４】
なお、実施の形態１ないし３ではＡＣ波形の１周期を１６分割したが、１６という数に限定する必要はない。仮に分割数を多くする場合、より伝送路の状態に適したＴＭを使うことができるが、格納するＴＭの量は増えると共に、より多くのパイロットシンボルを挿入することとなる。
【０１９５】
（実施の形態４）
以下、実施の形態４について図１９(ａ)、(ｂ)を用いて説明する。図１９(ａ)、(ｂ)は実施の形態４における通信フレームの様々な構成を示す図である。ここでは、実施の形態１と同一の構成、機能を備えた部材およびステップには同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。本実施の形態では、実施の形態１で説明した複数ＴＭによる通信フレームの異なる例について説明する。
【０１９６】
まず図１９（ａ）に示す通信フレームについて説明する。図１９（ａ）は取得したＴＭに応じてパイロットシンボルの挿入位置を操作した通信フレームの一例を示す。送信側ＰＬＣモデム１００Ａは取得しているＴＭ１〜４のうち、多くの情報ビットを割り当てることが可能な（多くのデータを伝送可能な）ＴＭを選択し、パイロットシンボルの挿入位置を操作することで、このＴＭを有効に活用する。図１９（ａ）は、ＴＭ３が最も多くの情報ビットを割り当てることが可能なＴＭであるときの一例である。
【０１９７】
ＴＭ２とＴＭ３との切り替わりを受信側ＰＬＣモデム１００Ｂに通知するためのパイロットシンボルは位相領域Ｂの後尾に挿入される。また、ＴＭ３とＴＭ４との切り替わりを受信側ＰＬＣモデム１００Ｂに通知するためのパイロットシンボルは位相領域Ｄの先頭に挿入される。以上のようにパイロットシンボルの位置を操作することにより、ＴＭ３を割り当てられるペイロードは位相領域Ｃに相当する長さで生成される。これにより、ＴＭ３を割り当てられるペイロードの長さを最も長くすることができる。すなわち、ＴＭ１〜４の中で最も多くの情報ビットを割り当て可能なＴＭ３を通信フレームの中で最も多く使って、この通信フレームを伝送することができる。以上のように、多くのデータを伝送可能なＴＭ３を有効に活用することにより、伝送レートを向上させることができる。
【０１９８】
次に図１９（ｂ）に示す通信フレームについて説明する。図１９（ｂ）は位相領域を跨ぐ長さでペイロードを生成した通信フレームの一例を示す。図１９（ｂ）はＴＭ２およびＴＭ３が同様のＴＭであるときの一例である。
【０１９９】
ＴＭ２およびＴＭ３は同様のＴＭであるため、換言すると、位相領域ＢおよびＣにおける伝送路の状態は同様であるため、位相領域ＢおよびＣにおいてＴＭを切り替えて伝送する効果はわずかである。このため、位相領域ＢおよびＣの境界（時間ｔ２）でパイロットシンボルを挿入しない。これにより、この通信フレーム中の有効なデータの割合は増えるため、伝送効率を向上させることができる。なお、図１９（ｂ）では、位相領域ＢおよびＣを跨いで伝送されるペイロードはＴＭ３を割り当てたが、ＴＭ２を割り当てても良い。
【０２００】
なお、図１９（ａ）および（ｂ）に示す通信フレームでは、パイロットシンボルの挿入位置に規則性がないため、ＴＭ１〜４を割り当てられるそれぞれのペイロードの長さの情報をフレームコントロールに格納する必要がある。あるいは、通信フレーム全体の長さおよびＴＭ１〜３を割り当てられるそれぞれのペイロードの長さの情報を格納する必要がある。さらに、図１９（ｂ）に示す通信フレームでは、ＴＭ番号は連続でないため、利用するＴＭ番号を予め受信側ＰＬＣモデム１００Ｂに通知する必要がある。送信側ＰＬＣモデム１００Ａは受信側ＰＬＣモデム１００ＢにこのＴＭ番号を単独で通知しても良いし、フレームコントロールに格納して通知しても良い。同様に、送信側ＰＬＣモデム１００Ａは受信側ＰＬＣモデム１００Ｂに先頭のペイロードを送信する前に、先頭のＴＭ番号、先頭のペイロードのシンボル数、通信フレーム全体のシンボル数をフレームコントロールに格納せずに単独で通知してもよい。
【０２０１】
なお、実施の形態１〜４は適宜組み合わせ可能である。
【０２０２】
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、2010年7月30日出願の日本特許出願No.2010-171630に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【産業上の利用可能性】
【０２０３】
上述した実施の形態は、複数のＴＭを用いて通信を行う通信方法、通信装置、通信フレーム生成方法として有用である。
【符号の説明】
【０２０４】
１１  通信パラメータ設定部
１２  通信性能取得部
１３  比較部
１４  通信部
１５  変動検出部
２１  符号化部
２２  一次変調部
２３  フレーム生成部
２４  逆ウェーブレット変換部
２５  ＡＣゼロクロス検出部
２６  位相領域制御部
２７  パイロットシンボル挿入制御部
２８  変調ＴＭ制御部
２９  ＦＣ生成部
３１  ウェーブレット変換部
３２  データ抽出部
３３  伝送路推定部
３４  ＴＭ決定部
３５  データ判定部
３６  復号化部
３７  複数ＴＭパラメータ抽出部
３８  ＡＣタイミング制御部
３９  復調ＴＭ制御部
４０  パイロットシンボル制御部
１００  ＰＬＣモデム
２１０  メインＩＣ
２１１  ＣＰＵ
２１２  ＰＬＣ・ＭＡＣブロック
２１３  ＰＬＣ・ＰＨＹブロック
２２０  アナログ部（ＡＦＥ・ＩＣ）
２４０  メモリ
８００，８４０，８５０  通信フレーム
８０１，８４１，８５１  プリアンブル
８０２，８４２，８５２  フレームコントロール
８０３，８１３，８２３，８３３，８４３，８５３  ペイロード
８１４，８２４，８３４，８５４  パイロットシンボル
【図１】
2012014502.tif 000003
【図２】
2012014502.tif 000004
【図３】
2012014502.tif 000005
【図４】
2012014502.tif 000006
【図５】
2012014502.tif 000007
【図６】
2012014502.tif 000008
【図７】
2012014502.tif 000009
【図８】
2012014502.tif 000010
【図９】
2012014502.tif 000011
【図１０】
2012014502.tif 000012
【図１１】
2012014502.tif 000013
【図１２】
2012014502.tif 000014
【図１３】
2012014502.tif 000015
【図１４】
2012014502.tif 000016
【図１５】
2012014502.tif 000017
【図１６】
2012014502.tif 000018
【図１７】
2012014502.tif 000019
【図１８】
2012014502.tif 000020
【図１９】
2012014502.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成23年11月24日(2011.11.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の区間における伝送路の状態に応じた第１の通信パラメータおよび第２の区間における伝送路の状態に応じた第２の通信パラメータを用いて通信フレームを送信する通信方法であって、
前記第１の区間で前記第１の通信パラメータを割り当てられた第１のデータを送信し、
前記第１の区間と第２の区間との境界でパイロットシンボルを送信し、
前記第２の区間で前記第２の通信パラメータを割り当てられた第２のデータを送信する、
ことを特徴とする通信方法。
【請求項２】
請求項１に記載の通信方法であって、
前記第１の区間で第１のデータを送信する前に、
パイロットシンボルの情報および通信パラメータの情報を含むフレームコントロールを送信する、
ことを特徴とする通信方法。
【請求項３】
請求項２に記載の通信方法であって、
前記フレームコントロールを送信する前に、
前記フレームコントロールとパイロットシンボルと第１のデータと第２のデータとを含む送信予定の前記通信フレームの構成を決定し、
前記通信フレームは前記通信フレームの構成に基づいて送信される、
ことを特徴とする通信方法。
【請求項４】
請求項３に記載の通信方法であって、
前記第２のデータの長さと前記パイロットシンボルの長さとの和が前記第２の区間の長さと等しくなるように前記通信フレームの構成を決定する、
ことを特徴とする通信方法。
【請求項５】
請求項４に記載の通信方法であって、
前記フレームコントロールは前記通信フレームの長さの情報および前記第１のデータの長さの情報を格納する、
ことを特徴とする通信方法。
【請求項６】
請求項１に記載の通信装置であって、
前記第１の区間における伝送路の状態に応じた第３の通信パラメータを取得し、
前記第１の通信パラメータおよび前記第３の通信パラメータの優劣を比較し、
前記比較の結果、前記第３の通信パラメータが優勢である場合、前記第１の区間で送信するデータに前記第３の通信パラメータを割り当てる、
ことを特徴とする通信方法。
【請求項７】
請求項６に記載の通信方法であって、
前記第１の通信パラメータが割り当てられる第１のトレーニングデータを前記他の通信装置に送信し、
前記第３の通信パラメータが割り当てられる第３のトレーニングデータを前記他の通信装置に送信し、
前記他の通信装置から送信される前記第１のトレーニングデータおよび前記第３のトレーニングデータに対する伝送速度情報に基づいて、前記第１の通信パラメータおよび前記第３の通信パラメータの優劣を比較する、
ことを特徴とする通信方法。
【請求項８】
伝送路の状態に応じた通信パラメータを用いて複数の区間を跨ぐ通信フレームにより通信を行う通信装置であって、
前記伝送路を少なくとも第１の区間および第２の区間に識別する区間制御部と、
前記第１の区間における伝送路の状態に応じた第１の通信パラメータおよび前記第２の区間における伝送路の状態に応じた第２の通信パラメータを取得する通信パラメータ取得部と、
前記通信パラメータ取得部が取得した第１の通信パラメータおよび第２の通信パラメータを格納する通信パラメータ保持部と、
前記第１の通信パラメータおよび第２の通信パラメータを利用して送信予定の通信フレームの構成を決定する構成決定部と、
前記通信パラメータ保持部より前記第１の通信パラメータおよび第２の通信パラメータを読み出す通信パラメータ制御部と、
前記通信フレームの構成に基づき、前記第１の通信パラメータが割り当てられる第１のデータを生成すると共に前記第２の通信パラメータが割り当てられる第２のデータを生成すると共に前記第１のデータと第２のデータとの間にパイロットシンボルを挿入する通信フレーム生成部と、
前記第１のデータを前記第１の区間で送信し、前記第２のデータを前記第２の区間で送信し、前記パイロットシンボルを前記第１のデータおよび前記第２のデータの間で送信する送信部と、
を備える通信装置。
【請求項９】
請求項８に記載の通信装置であって、
パイロットシンボルの情報および通信パラメータの情報をフレームコントロールに格納するフレームコントロール生成部、
を備える通信装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の通信装置であって、
前記構成決定部は、
前記第２のデータの長さと前記パイロットシンボルの長さとの和が前記第２の区間の長さと等しくなるように前記通信フレームの構成を決定する、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の通信装置であって、
前記フレームコントロール生成部は、
前記通信フレームの長さの情報および前記第１のデータの長さの情報を前記フレームコントロールに格納する、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１２】
請求項８に記載の通信装置であって、
通信パラメータの優劣を比較する比較部と、
前記比較部が比較した結果に基づき使用する通信パラメータを決定する通信パラメータ設定部と、をさらに有し、
前記通信パラメータ取得部が前記第１の区間における伝送路の状態に応じた第３の通信パラメータを取得する場合、
前記比較部は、前記第１の通信パラメータと前記第３の通信パラメータとの優劣を比較する、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の通信装置であって、
前記送信部が、前記第１の通信パラメータが割り当てられる第１のトレーニングデータと前記第３の通信パラメータが割り当てられる第３のトレーニングデータとを他の通信装置に送信し、
前記比較部は、前記他の通信装置から送信される前記第１のトレーニングデータおよび前記第３のトレーニングデータに対する伝送速度情報に基づいて、前記第１の通信パラメータと前記第３の通信パラメータとの優劣を比較する、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の通信装置であって、
前記送信部は、複数の前記第１のトレーニングデータおよび前記第３のトレーニングデータを送信し、
前記比較部は前記他の通信装置から送信される前記伝送速度情報に基づいて、前記第１の通信パラメータと前記第３の通信パラメータとの優劣を比較する、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の通信方法であって、
前記第１のトレーニングデータまたは前記第３のトレーニングデータは有効なデータを含む、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１６】
請求項８に記載の通信装置であって、
前記通信パラメータ保持部が第４の区間における伝送路の状態に応じた通信パラメータを格納していない状態で、前記送信部が前記第４の区間で第４のデータを送信する場合、
前記第４のデータは前記第１の通信パラメータまたは前記第２の通信パラメータが割り当てられる、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１７】
請求項８ないし１６のいずれか１項に記載の通信装置であって、
前記伝送路は電力線であり、
前記第１の区間および前記第２の区間は前記電力線上の交流波形の特定の位相領域である、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１８】
第１の区間における伝送路の状態に応じた第１の通信パラメータを割り当てられた第１のデータを前記第１の区間で送信し、
前記第１の区間と前記第１の区間に隣接する第２の区間との境界でパイロットシンボルを送信し、
前記第２の区間における伝送路の状態に応じた第２の通信パラメータを割り当てられた第２のデータを前記第２の区間で送信し、
少なくとも前記第１のデータとパイロットシンボルと第２のデータとを送信することで通信フレームを生成する通信フレーム生成方法。
【国際調査報告】
2012014502.tif 000022
2012014502.tif 000023
2012014502.tif 000024
2012014502.tif 000025
2012014502.tif 000026
2012014502.tif 000027
2012014502.tif 000028